Грамотный расчёт четырёхскатной крыши: подготовка, алгоритм действий, удобные сервисы

Количество кровельного покрытия на дом

Кровельное покрытие имеет разные формы и соответственно укладывают его по-разному. Алгоритм подсчёта количества кровельного покрытия можно выразить следующим образом:

  • Sкр – искомая площадь вальмовой кровли;
  • Sв – площадь вальмы;
  • Sтр – площадь бокового ската;
  • b – основание вальмы;
  • h — её высота,
  • h1 – высота трапеции;
  • a1 – длина конька;
  • b1 – длина нижнего карниза с учётом свесов.

Если исходить из площади всей кровли 4-хскатной крыши, то можно рассчитать только площадь лицевой поверхности элементов покрытия кровли. Между тем определённая часть поверхности материала будет скрыта перехлёстами плиток или панелей при их креплении на крыше.

Поэтому для грамотного расчета необходимого количества материала в норму расхода на единицу площади скатов закладывают коэффициент запаса.

Например, для профлиста шириной 850 мм лицевая размер составит 750 мм за счёт перехлёста волн панелей. По длине панели перекрываются с обеих сторон на 50 мм.

Отсюда вывод, что одна панель профлиста размером 3000 х 850 мм при укладке её на крышу «теряет» полезную площадь в размере (0,85 – 0,75) х (0,5 х 2) = 0,1 м2.

Но ещё надо учитывать дополнительный расход материала при крое для граничных участков. Следовательно, при подсчёте потребности кровельного материала нужно площадь крыши умножить на коэффициент 1,2 и разделить на площадь одной панели профнастила.

Конструкция стропильной системы

Уклон кровли с 4-мя скатами зависит от региональных снеговых и ветровых нагрузок и воздействий. Для среднеконтинентального европейского климата уклон обычно выбирают от 30° до 50°.

Проекция точки схода на горизонтальную плоскость будет находиться в точке пересечения диагоналей беседки в плане (на отметке пола).

Основные стропильные ноги будут располагаться в зонах вертикальных опор-столбов.

Между собой в верхних частях столбики по периметру беседки будут связаны опорными балками, той же ширины и сечения, что и стропильные ноги. Для общей устойчивости сооружения можно использовать диагональную балку, которую затем используют для размещения на ней электрического освещения.

Во время монтажа стропильных ног в центре беседки устанавливают временную подпорку-стойку, которая удаляется после изготовления крыши.

Если есть возможность использования грузоподъемного устройства, например, подъемного крана на колесном ходу, а также свободного места, всю конструкцию или отдельные ее части можно собрать на земле, а затем установить по месту, жестко соединив со столбиками.

Для расчета длин отдельных элементов используют две теоремы:

  • Т. Пифагора (сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы).
  • Т. синусов (отношения длин сторон треугольника к синусам противолежащих углов равны между собой).

Длина основной стропильной ноги будет складываться из расстояния от точки схода до стойки вместе с длиной кобылки, выходящей под углом 45 градусов к сторонам периметра беседки.

Вылет стропильных ног рекомендуется делать на длину от 40 до 50 сантиметров за пределы горизонтальной проекции.

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.

Процесс монтажа конструкции наслонного типа на кирпичном здании

Монтируется стропильная система шатровой крыши следующим образом:

1. На верхнее основание стен укладывается подкладочный материал, который способен противостоять воздействию влаги и защитит от гниения деревянные балки, укладываемые на них.

2. Далее укладываются по контуру балки и поперечные лежни. Не стоит соединять их при помощи скоб или шурупов. Нарушая целостность древесины, мы снижаем ее показатели прочности, что вовсе нежелательно, так как основная нагрузка от веса конструкции приходится именно на них. Соединение выполняется посредством врезки деталей друг в друга (шип-паз).

3. На уложенные лежни поперек монтируются подмости.

пример строительства шатровой кровли 1-4 этапы 5-7 схема крепления стропил к кирпичной стене пример шатровой крыши

4. В центре площадки устанавливается вертикальная опора на лежне. На ее верхней части делаются пазы под закладку в них шипов с угловых стропил.

5. На углах площадки устанавливаются нижние края угловых наклонных элементов. В стропилах делают пазы в месте стыковки с горизонтальными балками, именно ними они и будут фиксироваться. На концах их делаются шипы-крючки, которыми они будут в коньке зацепляться за вертикальную центральную опору.

6. Поднятые наклонные элементы соединяются между собой посредством стяжек – горизонтальные перекладины, концы которых скрепляют два рядом стоящих стропила. Монтируются при помощи саморезов.

7. К угловым наклонным элементам (вдоль их сторон) крепятся нарожники при помощи гвоздей. К последним будут прикрепляться подкосы. Они служат опорой для основных деталей, снимают с них часть нагрузки, дабы избежать разлома по их длине.

Как монтируется стропильная система четырехскатной крыши .

8. Под подкосы устанавливают шпрингели для увеличения их прочности.

9. Учтите, что главные элементы, выходящие из углов под наклоном, должны монтироваться под прямым углом. В данном случае имеется в виду схождение друг с другом двух элементов размещенных по диагонали. Их стыковка проводится под прямым углом.

10. Если угловые элементы устанавливались вровень с краем стен, то их удлиняют при помощи кобылок. Именно на них будет монтироваться отвес, защищающий стены от осадков.

11. Далее на площадках монтируется обрешетка, которая будет гидроизолироваться и покрываться кровельными материалами.

Завершительным этапом будет фиксация стропил непосредственно к стенам здания. Для этого понадобится проволока толщиной около 5 мм, из нее вяжут хомут, накидывают его на ногу и затягивают. Свободный конец проволоки необходимо закрепить на металлическом крюке, который вбит в стену немного ниже от ее верха. Минимальное расстояние от ерша (крюка) до мауэрлата – 300 мм. Крепление производится через 1 стропильную ногу.

Интересное на сайте

Строительство собственного дома может законно претендовать на звание одного из самых главных событий в жизни. Важным решением является выбор материала и технологии строительства, поэтому будем …далее. »

Основанием для монолитного дома может служить свайный или ленточный фундамент. Хорошим решением является основа из плит. Итоговый выбор напрямую зависит от анализа рельефа и грунта, …далее. »

Строительные технологические процессы регулярно совершенствуются. На смену привычному панельному и кирпичному строительству пришел монолит. Многие застройщики оценили этот метод и применяют его чаще всего в …далее. »

Оценивая благоприятное воздействие на организм водных процедур с парением в сауне, многие хозяева загораются идеей строительства своей баньки. Некоторые мужчины берут за основу свою баню, …далее. »

Вальмовая крыша

Важными в чертежах четырехскатной вальмовой крыши являются узлы соединений основных элементов конструкций:

  • Крепление диагональных и рядовых стропил к мауэрлату;
  • Соединение концов конька с балками;
  • Крепление кобылки к стропильной ноге. При ее отсутствии – детализация на чертеже запила доски для соединения с мауэрлатом.
  • Установка нарожников.

Следующим этапом в проектировании четырехскатной вальмовой крыши будет нанесение слуховых или мансардных окон, отверстий вентиляционных труб, дымоходов на чертеж. Эти проемы в каркасе обрамляют деревянными брусками. Кровля укладывается на «пирог» из теплоизоляции. На балки натягивается пароизоляционная пленка, поверх нее устанавливают крепление обрешетки. Укладывается утеплитель, а следом за ним – рейки контробрешетки. Завершающий этап зависит от кровельного материала.

Конструкция

На четырехскатную крышу здания помимо постоянной нагрузки от кровли, каркаса и утеплителя воздействует ветер и осадки. От максимального количества снега, выпадающего зимой в регионе строительства, зависят такие показатели:

  • Тип кровельного материала, следовательно, и вид обрешетки;
  • Размер сечения бруса;
  • Количество поддерживающих элементов в конструкции.

Вам будет интересно: Как правильно сделать чертеж крыши

Расчет постоянной нагрузки G на четырехскатную крышу производится путем сложения веса всех материалов в кровельном пироге на 1 кв.м. Полученное значение по СНИПу необходимо умножить на коэффициент 1,1 для запаса прочности.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W=Wo×k×с,

где Wo – ветровое давление, которое можно взять из справочника для определенной местности;

k – коэффициент, учитывающий изменение по высоте ветрового давления;

с – коэффициент аэродинамический (принимаем равным 0,8).

Формула расчета снеговой нагрузки представляет собой значение из справочника для города постройки, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона скатов. Дальнейший расчет покажет подходящее сечение балки для каркаса четырехскатной вальмовой крыши, а также необходимость укрепления конструкции дополнительной опорой.

Полученные нагрузки стоит сложить и умножить на грузовую площадь стропильной ноги. Чтобы узнать линейную распределенную нагрузку по длине балки, необходимо будет поделить полученное значение суммарной нагрузки на длину элемента.

Расчет площади скатов вальмовой крыши

Чтобы составить смету кровли, необходимо знать, сколько понадобится материала. Для этого «разбивают» четырехскатную крышу на плоские геометрические фигуры и вычисляют площадь каждой из них. Исходные данные берут из чертежей: высоту конька или углы наклона, расстояние между стеной и свесом, габариты здания.

Для простой шатровой четырехскатной крыши делают расчет площади одного равнобедренного треугольника и умножают полученное значение на 4. Следует учитывать, что посчитать площадь от конька до карниза на чертеже с точностью до кв.см – невозможно. Расчетами определяют приближенное количество материала.

В примере ниже чертеж и расчет четырехскатной шатровой крыши с длиной свеса крыши в 1 метр, углом уклона 50°для здания со стенами размерами 5,25м.

Сравнение

Теперь подведем итоги и сравним две эти крышные системы по базовым показателям:

  1. Устойчивость к атмосферным воздействиям. Лучшей в плане стойкости к ветровым и снеговым нагрузкам считается 4-х скатная крыша. Она более прочная и с легкостью выдерживает экстремальные нагрузки. Но ее большая теплоотдача не позволяет применять эти системы в северных широтах без дополнительного утепления.
  2. Дизайн. Двускатные конструкции чаше украшают мансардными и слуховыми окнами, флюгерами и наличниками, балконами и окнами во фронтоне. Можно сказать, это классика архитектуры частных домов. А вот 4-х скатные системы делают более лаконичными, поскольку обилие деталей и элементов на них смотрится нелепо. Четырехскатные конструкции – эталон европейской лаконичности. Такой дом смотрится более солидно и респектабельно, его проще продать. Однако многоскатные щипцовые крыши могут составить ему неплохую конкуренцию.
  3. Нюансы проектирования. Если вы решили заказать дом под ключ, то стоит остановиться на шатровой или вальмовой крыше, поскольку именно они являются индикатором сбалансированности проекта и требуют разумно организованной придомовой территории. Двускатные крыши больше подходят для регионов с обилием осадков, поскольку только они обеспечивают защиту пространства перед домом от снега и воды.
  4. Финансы. Расходы на кладку стен в домах с четырехскатной крышей будут меньше, но затраты на крышные конструкции увеличиваются. Именно поэтому утверждение, что 2-х скатная система обойдется дешевле, ошибочно, если учитывать общую сметную стоимость жилого дома.

Также стоит помнить, что вес от крыши в четырехскатной системе распределяется более равномерно, но при строительстве и проектировании потребуется нанимать профессиональных мастеров. У двускатных крыш расход кровельного материала меньше из-за небольшого количества отходов, чего нельзя сказать о четырехскатной разновидности.

Процесс создания

Монтаж мауэрлата производится в первую очередь. Обычно его фиксация к стенам строения производится на анкерные болты или на заранее подготовленный армированный пояс со шпильками, на которые и насаживается мауэрлат. Под него укладывается гидроизоляционный материал.

Для обеспечения карнизных свесов на мауэрлат монтируют затяжки. Они могут иметь цельную длину и впоследствии образовать собой основание пола, лаги.

Параллельно идет изготовление шпрендельной фермы. Ее фиксацию следует проводить в монтируемые затяжки. Ферму и стойки фиксируют балками-подкосами. Вертикальность установки стоек проверяют отвесом и прибором-уровнем.

Крыша четырехскатная вальмовая потребует дальнейшего крепления конька на обе стойки. Конек укрепляется раскосами и косынками. Для шатровой четырехскатной конструкции потребуется косынка по периметру стойки.

После этого шпагатом от установленного верха до края затяжки проверяется требуемый угол скоса конька или стойки с косынкой, при необходимости он доводится вручную. Дальнейшая укладка балок начинается с диагональных стропил. В них вырезаются посадочные места под затяжки и скашиваются углы под конек.

Основные и вальмовые стропила монтируются с максимальной точностью, обеспечивающей образование ими с боковыми стропилами единой плоскости ската. После визуальной проверки монтируются остальные стропила и нарожники. Обеспечение крепости голландской или датской вальмы достигается наклонными подпорками, балками-откосами и косынками.

По завершении укладки всех балок производится монтаж досок обивки поверхности. Если предусматривается внутренняя отделка, то она производится в первую очередь. На такую подшивку укладывается пароизоляционный слой, далее — утеплитель, на него — гидроизоляция. И только после этого выполняется крепеж фиксирующих горизонтальных досок. На получаемую решетку укладывается мягкая кровля или металлочерепица.

Монтаж каркаса

Четырёхскатная крыша возводится достаточно просто при условии наличия необходимого инструмента и пары физически сильных помощников. Работы выполняют в следующем порядке:

  • На поверхность внешних опорных стен через слой гидроизоляции монтируют мауэрлат, на внутреннюю – лежень. Устанавливают вертикальные стойки с шагом 1-1,2 м. Сверху на стойки укладывают коньковый прогон.

  • Монтируют рядовые стропильные ноги. Для этого изготавливают образец – на нем отмечают необходимый выпил под мауэрлат и коньковый прогон. Остальные ноги изготавливают по этой выкройке. К коньковому брусу их крепят металлическим уголком. Шаг между стропилами – 60 или 120 см, в зависимости от ширины утеплителя.

  • Устанавливают диагональные стропила. Верхнюю часть врезают в конек так, чтобы они стали его продолжением. А нижнюю закрепляют на углы мауэрлата. Прикрепляют нарожники. Их длину подравнивают по натянутой между крайними полуногами нитке.

  • Если необходима установка подкосов и шпренгельных ферм, выполняют ее. Без дополнительных элементов не обойтись, сели длина стропил превышает 6 метров. Монтируют ветровые и карнизные доски, крепления под водосточные желоба.
  • Производят гидроизоляцию крыши, с помощью строительного степлера закрепляя полосы пленки с нахлестом 10-15 см. Вдоль стропильных ног гидроизоляционный слой фиксируют рейками контр-обрешетки.
  • Настилают сплошную или решетчатую обрешетку. Для сплошной используют листы влагостойкой фанеры, для решетчатой – необрезную доску.
  • Укладывают кровельный материал согласно проекту. Использовать можно лишь крепеж, поставляемый в комплекте к кровле, обычно оцинкованные саморезы или гвозди, оснащенный резиновой шляпкой. При закручивании или забивании такого крепежного элемента, шляпка расплачивается и гидр изолирует получившееся отверстие.

  • Завершают оборудование водосточной системы четырехскатной крыши, устанавливая водоприемную воронку, водосточную трубу и желоб.
  • Если мансардное пространство готовят в качестве жилого, его утепляют изнутри минеральной ватой или пенополистиролом, не забывая использовать пароизоляционную мембрану.

Изучив вопрос, как сделать четырехскатную кровлю дома своими руками, можно неплохо сэкономить на оплате труда наемной бригады и быть уверенным в качестве выполненных работ. Хоть конструкция и считается сложной, ее сборка вполне под силу человеку с начальными строительными навыками, теоретическими знанием и желанием самостоятельно построить дом!

Вальмовая крыша: зарубежная классика

Согласно строительным нормам, на вальмовых крышах нужно устанавливать стропила, которые направлены к углам стен. Вот эти стропильные ноги и называются диагональными, или накосными. Диагональные стропила сами по себе длиннее, чем обычные, и на них еще набивается укороченные стропила, которые называются нарожниками.

Именно накосные стропила несут нагрузку в полтора раза больше, чем обычные. Поэтому длина диагональных стропил всегда больше длины досок, причем такие стропила еще и делает еще спаренными.

Именно спаривание накосных стропильных ног решает такие задачи, как способность нести увеличенную нагрузку, возможность использования длинной не разрезанной балки и применение деталей уже определенного размера. Причем сдвоенные стропила при этом еще и позволяют применять для их устройства те же доски, что и для обычных стропил. Другими словами, доски одной высоты для изготовления стропил упрощают конструктивные решения узлов крыши

Что строительства беседки важно, если вы взялись за все это самостоятельно!

Вот вариант самой простой вальмовой крыши, с незатейливой, но прочной стропильной системой, с которой справится любой человек без какого-либо предыдущего опыта строительства:

Как вы наверняка заметили по пошаговым фотографиям, боковые стропильные ноги затянуты между собой ригелями – для особой прочности и надежности. К таким затяжкам вам будет удобно приделать внутренние светильники для беседки или украсить их какими-то модными стильными элементами.

По этой же схеме получается достаточно прочная и надежная вальмовая крыша и для больших размеров беседки:

Очень необычно и оригинально на беседке выглядит даже самая простая вальмовая крыша, но со скругленными углами:

Но учитывайте, что чем большую крышу вам нужно построить на беседке, тем больше в ней будет стропил и тем сложнее будет ее структура. Например, вот стандартный и проверенный вариант, который вы даже можете взять в качестве чертежа:

Но иногда приходится прибегать и к более сложным вариантам:

Посмотрите, как шикарно выглядит самая стандартная вальмовая крыша на застекленной беседке – это настоящий маленький домик!

Подбирая в процессе проектирования длину конька (что возможно только у четырехскатной крыши), вы полностью меняете внешний вид крыши и ее дизайн. Вот пример короткого конька, который делает крышу кажущейся более массивной, солидной:

Еще одно интересное видео постройки таких беседок, где отлично показан каждый шаг:

Четырехскатная крыша для дачной беседки: конструкция и этапы монтажа

Беседка прямоугольной или квадратной формы является классическим, наиболее распространенным вариантом; постройка обладает устойчивостью, в ней удобно размещать мебель (площадь распределяется экономно). Чаще всего такая беседка представляет собой каркас из деревянного бруса на столбчатом фундаменте. Четырехскатная крыша придает ей архитектурную завершенность, элегантный и торжественный вид.

Существует несколько разновидностей крыш с четырьмя скатами, применяемых для беседки: вальмовая, полувальмовая (датская), шатровая и китайская. Монтаж четырехскатной крыши походит несколько этапов:

  • Проектирование. Чтобы изготовить схему конструкции, определяют угол наклона крыши, исходя из климатических условий региона и выбранного кровельного материала. Затем задают длину свеса крыши (ее длину от высшей точки до нижней).
  • Материалы. На основании схемы рассчитывают необходимое количество кровельного и стропильного материала.
  • Защита. Подбирая варианты того, как делать крышу у беседки, стропила в любом случае укрепляют водоотталкивающими средствами. Чтобы максимально продлить срок эксплуатации крыши, все деревянные элементы обрабатывают антисептиками и антипиренами.
  • Монтаж. Собирается каркас стропильной системы. Укладываются подстропильные брусья (с контролем строительным уровнем), опорные брусья; дополнительные соединения создаются при помощи стропил.
  • Установка обрешетки. Проводится обрешётка стропил; под мягкую кровлю (гибкую черепицу) изготавливается сплошная обрешетка.
  • Монтируется гидроизоляция.
  • Кровля. Стропильная система обшивается кровельным материалом.


Оригинальная беседка с четырехскатной крышей под мягкой кровлейИсточник besplatka.ua

Особенности китайской четырёхскатной крыши

Такой экзотический вариант требует разработки особенного проекта. Нестандартное расположение балок и стропил разворачивает края крыши к небу, делая беседку центром садового дизайна и оправдывая сложность монтажа.


Классическая конструкция китайской четырехскатной крышиИсточник svoyabesedka.ru