Дизайн четырехскатной крыши. Вальмовая или четырехскатная крыша своими руками

Крыши сложной формы привлекают особое внимание к архитектуре здания. Четырехскатные кровли популярны при возведении загородных домов. Четыре ската, расположенные в разных плоскостях, придают жилищу респектабельный вид. Чаще всего скаты выполняются разной формы: два из них получаются треугольными и выступают в роли фронтонов, два имеют форму трапеции.

Преимущества конструкции

Установка четырехскатной или вальмовой кровли кроме эстетичного вида имеет и практические плюсы:

• на чердаке, окруженном кровлей со всех сторон, поддерживается комфортная температура;
• конструкция стропил прочная и долговечная;
• высокую устойчивость к ветрам и осадкам;
• пространство под кровлей можно использовать для мансарды.

Типы четырехскатных крыш

Имея общую основу, подвиды таких покрытий несколько отличаются исполнением:

• – классический вариант с двумя треугольными вальмами и двумя скатами в форме трапеции.
• Полувальмовая – треугольные скаты имеют укороченную форму, такая конструкция выполняется для оборудования мансарды.
• Шатровая – имеет форму пирамиды с треугольными скатами. Подходит для квадратного здания.

Проектирование

Угол наклона для скатов выбирается исходя из рекомендаций изготовителей кровельного материала и природных особенностей. Для мягкой рулонной кровли достаточно угла до 18 градусов, для шифера подойдет угол в 15–60 градусов, а под стоит заложить наклон от 30 до 60 градусов.

Большое значение имеет количество осадков зимой, если выпадает значительное количество снега, то лучше выбирать крутые скаты, на которых осадки меньше задерживаются.

При проектировании стропильной системы необходимо многое учесть: сечение бруса, длину стропил, величину прогона, шаг установки элементов. Все возможные нагрузки на кровлю выясняются на стадии проектирования, к ним относят:

• вес выбранного кровельного покрытия;
• годовое количество осадков;
• масса утеплителя и гидроизоляции;
• устройство на крыше различного оборудования (антенны, фонари, окна и т. д.);

Кроме заложенных нагрузок, кровля дома должна иметь запас прочности, гарантирующий устойчивость конструкции в непредвиденной ситуации. Для возведения стропильной системы применяются брус и доски. Если есть необходимость усилить элементы, доски сдваиваются.

Перед началом работы все пиломатериалы проходят обработку антисептиком.

Последовательность работы

Установка крыши начинается с закрепления несущего основания – мауэрлата. Это брус сечением 150×150 мм, который укладывается по периметру стен. Его размещение по горизонтали контролируется уровнем. Брус не должен находиться на краю стены, нужно оставить расстояние в 5–7 см. Крепление мауэрлата выполняется на замурованные в кладку шпильки, которые закручиваются гайками. Этот брус позволяет связать стропильную систему и стены дома в общую конструкцию.

Для установки стоек необходимы лежни или балки перекрытия. Эти элементы выполняются из брусьев размером в 100×200 мм или сдвоенных досок. Все опоры устанавливаются строго вертикально и крепятся к лежню металлическим уголком или пластиной. Для вальмовой крыши стойки устанавливаются в одну линию, на них крепится коньковый прогон. При возведении шатровой типа кровли опоры размещаются по диагонали, от угла откладываются равные расстояния. В итоге они образуют прямоугольник, на который укладываются прогоны. Крепление выполняется уголками.

Боковые стропила устанавливаются после обработки по шаблону. В качестве заготовки берется тонкая доска, прикладывается к прогону и отмечается запил. Второй конец упирается в мауэрлат и намечается нижний запил. Необходимое количество стропил подготавливается по шаблону и устанавливается с выбранным шагом крепления, он может составлять от 60 см до 1 метра. С прогоном и основой соединение происходит скобами или саморезами.

Накосные стропила с коньковым прогоном образуют угол наклона скатов. Эти стропила располагаются диагонально и несут дополнительную нагрузку, поэтому для них используются сдвоенные доски. Запил накосных стропил выполняется по шаблону, длина их учитывает свес от 50 см. В верхней части накосные стропила соединяются ригелем для придания прочности. При устройстве шатровой крыши накосные стропила соединяются в коньковом узле с помощью затяжек. Стропила устанавливаются под углом в 90 градусов и непременно соединяются со стенами посредством проволочных хомутов.

К диагональным стропилам крепятся короткие стропила или нарожники. Они выполняются различной длины, но должны быть параллельны друг другу. Нарожники вместе с рядовыми стропилами формируют боковые скаты. Для шатровой модели установка нарожников и крепление стоек, подкосов и шпренгелей также является завершающим этапом постройки.

Для снятия нагрузки с диагональных стропил, под них устанавливаются шпренгели. Это вертикальные опоры, которые опираются на лежни. Боковые стропила закрепляются подкосами. Один из коней доски упирается в лежень, а второй срезается под 45 градусов и крепится к стропильной ноге.

Обрешетка и утепление

Завершить возведение крыши позволит утепление ее базальтовой ватой или вспененным полистиролом. Материал укладывается между стропилами. Защиту кровли от влаги обеспечит слой гидроизоляции. Размеры обрешетки зависят от типа кровельного покрытия, на вальмовой типе привлекательно смотрится мягкая черепица , для нее нужна сплошная обрешетка.

Правильно вести строительство поможет просмотр видео, поясняющего нюансы установки стропил.

Видео

Смотрите, как производится монтаж стропильной системы:

Вальмовая крыша - это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) - треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза - это вальмовая крыша, если не достают до карниза - полувальмовая.

Крыша дома выполняет двоякую функцию - с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой - она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.

Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.

Вальмовая крыша - преимущества и недостатки

Плюсы:

• большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;

• возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;

• эстетическая привлекательность.

Минусы:

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

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

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Конструкция вальмовой крыши

Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:

коньковая опорная балка или коньковый брус - используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;

диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) - более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;

центральное стропило - доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;

промежуточное или рядовое стропило - формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;

нарожник или короткое стропило - конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.

Расчет вальмовой крыши

Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

• ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;

• количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков - тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;

• вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;

• необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

Материал подготовлен для сайта www.сайт

Формулы для расчета вальмовой крыши

Высота конька
Длина конькового бруса	Длина дома минус его ширина
Длина центральных стропил (трапеции)		Теорема Пифагора
Длина рядовых стропил	Рассчитывается аналогично длине центральных стропил
Удлинение стропила для формирования каркасного свеса
Угол наклона рядовых стропил
Длина диагональных вальмовых стропил
Нарожники (короткие стропила)	Первое короткое стропило
	Второе короткое стропило
Площадь вальмовой крыши

Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.

Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.

Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.

Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.

Инструменты для строительства вальмовой крыши

Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.

Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.

Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.

Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.

Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.

Материал для вальмовой крыши

Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.

Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.

Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.

Стропильная система вальмовой крыши - технология монтажа

Устройства стропильной системы своими руками пошагово:

1. Подготовка заготовок (стропил)

Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:

• необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
• разной длиной нарожников (коротких стропил);
• наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.

Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.

Преимущества технологии сращивания стропил:

• получение неразрезных балок заданной длины;
• увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
• упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
• возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.

2. Крепление мауэрлата

Мауэрлат для вальмовой крыши - это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.

Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.

Поскольку назначение мауэрлата - служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).

Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек - 1000-1200 мм.

3. Монтаж прогона

Прогон - это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.

При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения - на хребте вальмы или на ребре ендовы.

Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.

4. Установка опорных стоек

Стойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).

5. Монтаж коньковой балки

Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.

6. Крепление стропильных ног

Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:

1. монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
2. монтируются диагональные стропила, а затем остальные.

При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.

Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.

Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.

Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.

Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).

Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:

• установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
• установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
• шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.

7. Монтаж рядовых стропил

Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.

8. Установка нарожников (коротких стропил)

Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.

Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.

Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.

Вальмовая крыша своими руками пошагово - видео

В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.

После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши - длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ - от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.

При необходимости создать долговечную и надежную кровельную систему частного дома, может быть выполнена четырехскатная крыша своими руками. Важно внимательно отнестись к разработке проекта стропильной системы и точно соблюдать технологию монтажа конструкций.

Проектирование четырехскатной кровли

Вальмовая или шатровая четырехскатная кровля отличается от двускатной отсутствием фронтонов – вместо них на торцах монтируются дополнительные треугольные скаты. Такая конструкция является более трудоемкой при возведении, но характеризуется повышенной прочностью и надежностью. На этапе проектирования требуется правильно рассчитать параметры и расположение элементов, в процессе монтажа – выполнить их точную подгонку по местам установки.

Следует учесть, что возведение крыши своими руками может потребовать применения нестандартных решений, если в распоряжении строителей нет подходящих стройматериалов.

Проект четырехскатной крыши разрабатывается с учетом всех видов нагрузок, которые она будет испытывать. На первом этапе следует определить угол наклона кровельных скатов. Данный параметр, прежде всего, зависит от таких факторов, как :

• предназначение чердачного помещения;
• выбор кровельного материала;
• характер атмосферных нагрузок в районе строительства.

Обычно угол наклона скатов крыши составляет 5 – 60 градусов. Если регион характеризуется небольшим количеством осадков и сильными ветрами, можно строить крышу с небольшим углом наклона. В районах с обильными снегопадами и частыми дождями рекомендуется возводить крыши с углом наклона скатов от 45 до 60 градусов.

Выбирая кровельный материал, следует учитывать особенности его монтажа :

• на скаты с углом наклона менее 18 градусов может монтироваться плоский или волнистый шифер, рулонные материалы;
• если угол наклона менее 30 градусов – можно применять различные виды черепицы;
• если скаты расположены под углом от 14 до 60 градусов, в число подходящих материалов входит кровельный металл.

Схема кровельной конструкции должна содержать подробную информацию о местах расположения и размерах элементов системы. После определения оптимального угла наклона скатов требуется рассчитать высоту конька кровли (на основе формулы прямоугольного треугольника).

Стропильная система

Устройство четырехскатной крыши включает в себя определение необходимого сечения элементов стропильной системы. Оно выполняется на основе анализа нагрузок, которые стропильная система будет испытывать в процессе эксплуатации. Необходимо учитывать ветровую нагрузку, максимальную массу снега в зимний период, угол наклона скатов.

Рекомендуется выбрать запас прочности стропил не менее 1,4, а также оценить их несущую способность и учесть ее при расчете шага стропил. Тип стропильной системы выбирается исходя из параметров здания: при наличии внутренней несущей стены или столбчатых опор удобнее использовать систему с наслонными стропилами, если нет возможности создать опорную конструкцию, предусматривается монтаж висячих стропил. В некоторых случаях могут применяться оба вида стропил.

В процессе проектирования важно не только определить тип стропильной системы, но и выяснить потребность в дополнительных крепежных элементах, таких, как раскосы и затяжки. Они обеспечивают жесткость всей конструкции, препятствуют ее расшатыванию с течением времени, снижают нагрузку на стропила.

Расчет нагрузок

Рассматривая в подробностях, как сделать четырехскатную крышу, стоит особое внимание уделить принципам расчета нагрузок. Различаются нагрузки двух типов :

• постоянные (вес обрешетки, утеплителя, изоляционных материалов, кровельного покрытия);
• временные (вес накопившегося на кровле снега, воздействие ветра и т.д.);
• дополнительные (какие-либо конструкции, крепящиеся к стропилам).

Согласно СНиП, проектируя кровлю следует исходить из средней величины снеговой нагрузки, которая составляет 180 кг/м 2 , но в случае возникновения снегового мешка, на таком участке нагрузка увеличивается до 400 кг/м 2 . При этом снеговая нагрузка не принимается в расчет, если угол наклона кровельных скатов превышает 60 градусов. Также требуется учитывать ветровые нагрузки, но их значение заметно меньше – до 35 кг/м 2 . Если угол наклона скатов составляет менее 30 градусов, поправкой на ветер допустимо пренебречь.

Приведенные выше усредненные параметры нагрузок рекомендуется корректировать с помощью поправочных коэффициентов, соответствующих особенностям климата в районе строительства.

Дополнительную нагрузку составляют какие-либо подвесные объекты, закрепленные на стропилах крыши. Это могут быть вентиляционные камеры, водяной бак или другие устройства, установленные на чердаке. Возможность их монтажа должна быть учтена на этапе проектирования четырехскатной крыши.

Проектируя стропильную систему, необходимо выполнить два расчета. Первый расчет направлен на оценку параметров прочности конструкции – необходимо убедиться, что под нагрузками система не сломается. Второй расчет дает возможность оценить степень деформации элементов конструкции. К примеру, прогиб стропила мансардной кровли не должен превышать 1/250 его длины.

Специальные компьютерные программы-калькуляторы позволяют значительно упростить расчеты конструкции четырехскатной крыши и избежать возможных ошибок.

После выполнения необходимых расчетов составляется чертеж стропильной конструкции четырехскатной крыши. Подробная схема содержит информацию о размерах каждого элемента и способе их крепления.

Материалы для изготовления стропильной системы

Четырехскатная крыша своими руками обычно выполняется с использованием пиломатериалов из древесины хвойных пород – лиственницы или сосны. Следует внимательно отнестись к сорту древесины – пиломатериал не должен иметь дефектов, влияющих на его прочность и долговечность.

Влажность древесины должна составлять не более 18-22%. В противном случае доски и брус следует досушить перед использованием, чтобы избежать деформации кровельной конструкции в процессе эксплуатации.

Для создания стропильной системы оптимальным является применение прямоугольного бруса, сечение которого определяется проектными расчетами. В качестве альтернативного решения может использоваться доска сечением 50×100 либо 50×200 мм. При необходимости монтируются сдвоенные доски.

Повысить прочность конструкции многоскатной крыши позволяют стальные элементы, которые удерживают стропила и сохраняют их взаиморасположение неизменным. Из металла могут выполняться и опоры для наиболее нагруженных коньковых прогонов. Комбинированные конструкции отличаются повышенной прочностью.

Особенности возведения вальмовой крыши

Опорой для крыши с четырьмя скатами служит мауэрлат, монтаж которого подробно описан в инструкции по возведению двускатной крыши. Особенностью вальмовой кровли является то, что мауэрлат требуется укладывать на все четыре внешние стены здания. Разбираясь, как сделать четырехскатную крышу, следует отметить, что ключевой особенностью конструкции является наличие диагональных стропил, соединяющих конек и углы строения. Именно эти стропила берут на себя максимальную нагрузку.

Крайне важно выполнить правильную разметку диагональных стропил, конькового прогона и опор для него. Это позволяет обеспечить абсолютную симметричность конструкции, что является залогом равномерного распределения нагрузок на крышу сооружения и предотвращает ее деформацию.

После монтажа мауэрлата устанавливаются опоры под коньковый прогон, который должен быть закреплен строго горизонтально на высоте, предусмотренной проектом. К коньковому прогону крепятся диагональные стропила, выполненные из бруса или двойной доски.

Чтобы обеспечить необходимую длину диагонального стропила, в ряде случаев приходится монтировать их из двух частей. Чтобы разгрузить место стыка, под него рекомендуется установить опору. Наибольшей жесткости конструкции можно добиться, если стык с опорой будет располагаться на расстоянии, равном четверти длины стропила от его верхней части, закрепленной на коньке. В целом, для монтажа диагональных стропил удобнее всего использовать cборные (клееные) стропильные ноги, которые отличаются высокой прочностью и идеально подходят для возведения сложных конструкций.

После установки основной конструкции, состоящей из конькового прогона и диагональных стропил, монтируются стропила для монтажа обрешетки. К особенностям вальмовой крыши относится использование не только полноразмерных стропильных ног, которые верхней частью крепятся к коньку (центральных стропил), но и нарожников – угловых стропил, упирающихся верхним торцом в диагональные стропила. Длина нарожников уменьшается по мере приближения к углу треугольного или трапециевидного ската. Шаг расположения стропильных ног определяется на этапе проектирования, при этом на каждом скате, независимо от его длины, должно быть смонтировано не менее трех центральных стропил.

Чтобы обеспечить жесткость всей конструкции, в нужных местах устанавливаются опоры, затяжки и раскосы. Монтаж обрешетки завершает создание стропильной системы. Монтируется гидроизоляция, кровельный материал. Изнутри закрепляется утеплитель и пароизоляция. Если предполагается использование пространства под крышей в качестве жилого помещения, особое внимание следует уделить теплоизоляции и вентиляции кровли. Кроме того, необходимо спроектировать и затем правильно смонтировать мансардные окна.

Подробности того, как построить четырехскатную крышу своими силами, можно узнать из тематического видео.

Знакомимся с конструкцией

Прежде всего отмечу, что четырехскатная крыша бывает двух типов:

• Вальмовая. Устройство этой конструкции напоминает двускатную крышу, с той разницей, что вместо фронтонов она имеет скаты (вальмы). Таким образом, крыша состоит из двух трапециевидных скатов и двух треугольных.
• Ветровая. Представляет собой симметричную конструкцию, которая состоит из одних вальм, т.е. одинаковых равнобедренных прямоугольников.

Выбор типа кровли зависит от формы здания. Монтаж шатровой крыши можно сделать на квадратном строении. Вальмовые же подходят для прямоугольных домов.

Наиболее сложной является вальмовая крыша, представляющая собой комбинацию двускатной и шатровой кровли. Ее конструкция включает в себя следующие элементы:

• Боковые стропила. Располагаются по бокам крыши и опираются в верхней части друг на друга или на коньковый прогон. Две ответные боковые стропильные нога, т.е. опирающиеся друг на друга, образуют стропильную ферму;
• Коньковый прогон. Представляет собой балку, которая соединяет все фермы в коньковом узле;
• Угловые (накосные, коньковые) стропильные ноги. Эти элементы устанавливаются на стыках боковых и вальмовых скатов. В верхней части они опираются на торец конькового прогона;

• Центральные. Устанавливаются по центру вальм, в результате чего, как и накосные ноги, опираются на торец прогона;
• Промежуточные ноги (нарожники). Нарожниками называются ноги, которые верхней частью опираются на накосные стропила;
• Укрепляющие элементы. Сюда относятся опоры, подкосы, прогоны и ригели. Они являются стандартными элементами, которые применяют при строительстве любых типов скатных крыш.

Что касается шатровой крыши, то она имеет во многом такую же конструкцию, как и вальмовая, с той лишь разницей, что у нее отсутствует коньковый прогон и, соответственно, боковые стропила. В результате коньковый узел представляет собой точку, в которой сходятся четыре накостные и четыре центральные ноги.

Технология монтажа

Монтаж стропильной системы четырехскатной кровли включает в себя несколько этапов:

Подготовка материалов

Прежде всего нужно подготовить пиломатериалы для изготовления стропил. Чтобы правильно подобрать сечение, необходимо определиться со следующими параметрами конструкции:

• Углом наклона;
• Шагом стропил;
• Расстоянием между несущими балками.

Самостоятельно рассчитывать, конечно, совсем не обязательно. Просто решите для себя, каким будет угол наклона и остальные параметры, после чего возьмите данные из технической литературы.

Еще проще воспользоваться онлайн-калькулятором. Просто введите в программу основные параметры, и она рассчитает не только сечение, но и количество материалов.

Чаще всего для изготовления стропил используют доски шириной 150 мм и толщиной 40 мм. При этом шаг находится в пределах от 60 до 90 см.

Если угол наклона скатов составляет 45 – 60 градусов или даже выше, шаг можно сделать 90 см. Если угол наклона меньше, расстояние между ногами следует уменьшить.

Кроме того, вам понадобятся другие некоторые материалы:

• Брус сечением 100х100 мм для монтажа мауэрлата;
• Кровельный материал.;
• Стальные уголки или саморезы;
• Рубероид;
• Битумная мастика.

Монтаж мауэрлата

Работу начинам с укладки мауэрлата, который монтируется следующим образом:

Иллюстрации	Действия
	Гидроизоляция стен: Обработайте горизонтальную поверхность стен битумной мастикой; Поверх мостики уложите полоску рубероида.
	Крепление мауэрлата. Если в стенах нет закладных элементов под мауэрлат, надо выполнить его монтаж своими руками следующим образом: Уложите брус по периметру стен; Просверлите сквозь брус отверстия в стенах с шагом 50 см по диаметру анкеров; Затяните анкера; Дополнительно соедините брус друг с другом уголками и шурупами. Желательно также выполнить пазы в пол дерева.

Сборка каркаса

Итак, четырехскатная крыша возводится следующим образом:

Иллюстрации	Действия
	Монтаж конька: Установите на балки перекрытий стойки, на которых будет крепиться прогон. Стойки должны располагаться вдоль центральной линии; Закрепите на стойках коньковый брус. Все элементы конструкции соединяем между собой уголками и шурупами.
	Монтаж боковых стропил . Боковые стропила устанавливаются так же, как и при сборке двускатных систем – на мауэрлате вставляются в пазы и фиксируются крепежами, а сверху зарезаются для состыковки с коньковым брусом.
	Монтаж накостных ног: В углах мауэрлата пропиливаются пазы под стропила; Затем выполняется установка диагональных стропил. Они вставляются в пазы и фиксируются крепежами. В верхней части ноги зарезаются и крепятся к коньковому брусу.
	Установка накожников. Самое сложное при установке нарожников – это правильно запилить их верхнюю часть. Делается это так: Зафиксируйте одну ногу в рабочем положении и запилите ножовкой по месту; Воспользуйтесь готовой ногой как шаблоном для разметки остальных нарожников; Закрепите нарожники так же, как и остальные ноги.

На этом основная работа по сборке каркаса завершена. Теперь нужно укрепить конструкцию. Для этого между боковыми ногами установите ригели (затяжки). Накосные стропила подоприте подстропильными ногами.

После опубликования статьи о строительстве двухскатной крыши своими руками, мне на почту стало приходить много писем с просьбой показать, как возводится четырехскатная вальмовая крыша. Действительно, такой вариант стропильной системы довольно популярен, но строительство её более сложно, чем той же двухскатной крыши или даже ломаной.

Сложность эта связана с наличием в конструкции угловых стропил. В разных источниках их называют по разному — диагональные, накосные, вальмовые… Я буду использовать термин угловые для простоты.

При описании строительства двухскатной крыши и я использовал конструкцию, в которой стропила опираютсся на балки перекрытия расположенного ниже этажа. Сейчас для разнообразия мы рассмотрим пример, когда стропила опираются непосредственно на мауэрлат.

Итак, допустим мы имеем стопу дома размером 7х11 метров. Высота её 3,5 метра. Под крышей у нас будет неотапливаемый чердак. На рисунках ниже показано, как мы установили чердачное перекрытие и мауэрлат (для увеличения изображений кликайте на рисунок).

Расчет сечения балок перекрытия был сделан в программе описанной Я выбрал сечение 100х200 мм.

Балки рассчитывались как нагруженные распределённой нагрузкой. Шаг балок — максимально возможный при таком сечении 0,7 метров. При расчете чердачных перекрытий я всегда использую нормативную распределенную нагрузку в 300 кг/м². Здесь 200 кг/м² приходится на вес самого перекрытия с утеплителем и 100 кг/м² добавлено как временная нагрузка от людей, которые будут передвигаться по перекрытиям в процессе строительства крыши и возможно в процессе эксплуатации (некоторые хранят на чердаке различные вещи).

Расчетная нагрузка «Нагр.(расч.)» определяется увеличением нормативной нагрузки (в данном случае на 10%) для обеспечения большего запаса прочности.

Балки перекрытия, с целью равномерного распределения нагрузки, мы установили на доску сечением 50х150 мм. Особенно это важно для несущей перегородки, ведь помимо самих перекрытий, на неё будет приходиться ещё часть нагрузки от крыши. В качестве используется брус 100х150 мм.

Любая четырехскатная вальмовая крыша начинается с установки конькового бруса. Соответственно нам его нужно на что-то опирать. Если под коньковым брусом расположена несущая перегородка, тогда всё просто — опираемся на неё.

В нашем же примере несущая перегородка в доме расположена перпендикулярно будущему коньку. Опирать конёк на балки перекрытия нельзя, т.к. сечение их на это не рассчитывалось. Поэтому поступаем следующим образом. На мауэрлат строго по середине устанавливаем несущую балку. Она состоит из двух досок сечением 50х200 мм (см. рисунки). Промежуток между ними 50 мм. Почему именно две доски — будет понятно ниже.

Обратите внимание, где находятся вставки между досками (правый рисунок — размер 676 см замерен рулеткой; разделив это значение на 2 и отняв от него 2,5 см — получим искомый размер). Вставки эти сделаны из обрезков доски 50х150 мм и крепко пришиты гвоздями.

Теперь собираем так называемую «скамью». Стойки из досок 50х150 мм, коньковый брус из доски 50х200 мм. Стойки ставим строго вертикально по уровню (либо отвесу) на показанные выше вставки. Каждая стойка фиксируется временными раскосами (на рисунке показаны раскосы только на одной стойке). Все соединения делаются на саморезы, чтобы их можно было легко разобрать. Зачем — будет ясно далее.

Высота стоек определяется способом, о котором говорилось в статье про ломаную мансардную крышу. Т.е. прежде чем приступать к строительству, необходимо на бумаге нарисовать в масштабе эскиз коробки дома и будущей крыши (чем крупнее будет рисунок, тем более он наглядный). Эскиз рисуется исходя из личных эстетических предпочтений.

Из полученной схемы мы и определяем высоту стоек. В данном примере меня вполне устраивают стойки высотой 2,5 метра.

Следующим шагом будет изготовление и установка стропил упирающихся в коньковый брус. Чтобы не путаться, назовём их рядовыми стропилами. Расчёт показал, что в качестве рядовых стропил в нашем примере (регион — Нижегородская обл., кровля — металлочерепица) можно использовать доски сечением 50х150 мм с шагом 0,6 метра.

Для начала изготовим шаблон из дюймовой доски 25х150 мм. Порядок его разметки показан на рисунках ниже:

Немного поясню. Берём дюймовую доску подходящей длины. Прикладываем её как показано на левом рисунке. Верхний запил отчеркиваем как показано на среднем рисунке с помощью любого бруска высотой 5 см. Эта высота равна глубине запила стропила в месте его соединения с мауэрлатом. Обычно я эту глубину беру равной примерно одной трети от высоты сечения стропила. Т.е., например, если бы стропила были из доски 50х200 мм, тогда запил бы был глубиной 7 см.

Нижняя часть шаблона размечается в соответствии с правым рисунком. Запил стропила на мауэрлате рисуем снова используя любой брусок высотой 5 см. Затем, отмерив от наружной поверхности стены 40 см (такой ширины будет наш карнизный свес), рисуем вертикальную линию по уровню или отвесу.

На правом рисунке можно заметить, что при разметке шаблона, оказалось, что верхний ряд облицовочного кирпича нам мешается. Поэтому мы его просто сняли. Можно было выбить отдельные кирпичи в местах установки стропил. Я уже писал ранее, что не стоит нагружать крышей облицовочную кладку.

Итак, шаблон рядовых стропил готов. Конечно построить коробку дома, а также установить мауэрлат и коньковый брус с соблюдением идеальной геометрии очень сложно. Погрешности всегда будут. Поэтому прежде чем делать заготовку очередного стропила, возьмите шаблон и приложите его в том месте, где это стропило будет ставиться. Если Вы видите какие-то несостыковки, сразу учтите их при изготовлении стропила. Возможно его нужно будет на несколько миллиметров удлинить или наоборот укоротить. В общем в процессе работы всё станет понятно.

После того как все рядовые стропила установлены и закреплены, в данном примере, перед установкой угловых стропил, я бы разгрузил нашу среднюю несущую балку (которая из 2-х досок 50х200). Для этого мы снимаем стойки, на которые ставили коньковый брус. В этот момент нагрузка полностью распределится на стены коробки дома. А теперь наши стойки мы немного укорачиваем и ставим их на место. Они должны войти между коньком и балкой свободно с минимальными усилиями (забивать их здоровым молотком не надо).

Если бы у нас стойки опирались не на балку, а на несущую перегородку, этот шаг мы бы пропустили.

Теперь переходим к самому интересному — изготовление и установка угловых стропил. Угловое стропило должно одновременно находиться сразу в 2-х смежных плоскостях скатов. Это является обязательным условием того, что обрешётка и кровля будут ровными без прогибов. Разные строители делают это по разному. Расскажу, как делаем мы.

Расчет сечения угловых стропил довольно сложный, углубляться в него смысла нет. Мы всегда делаем их из 2-х сшитых между собой досок того же сечения, что и рядовые стропила. Эта практика проверена многолетним опытом многих строителей. За надёжность я могу поручиться, конечно с установкой необходимых подпорок (о них мы поговорим ниже).

Для начала на каждом углу непосредственно к мауэрлату прикрепляем по два запиленных (см. рис.) обрезка доски (50х100 мм) длиной около 30 см. Запилы сделаны под углом 45º.

Далее на любой угол, с которого решили начать, крепим обрезок доски (в данном случае 50х150 мм) согласно рисунку. Обратите внимание — плоскость бруска обращённая к нам совпадает с линией соединяющей внутренний и наружный углы мауэрлата. Короче говоря, брусок стоит в том месте, где будет стоять правая доска будущего углового стропила.

Теперь на рядовом стропиле замеряем с помощью угольника размер показанный на рисунке и отмечаем его на установленном бруске. Назовём полученную точку — точка 1. Вкрутим в неё саморез.

Вверху согласно рисунку делаем разметку. Размер 10 см — это толщина углового стропила. Главное, чтобы треугольник был равнобедренный. Назовём точку справа (на рисунке помечена маленьким штрихом) — точкой 2. В неё также вкручиваем саморез.

Между точками 1 и 2 натягиваем шнурку (показана синим цветом). Затем берём любой небольшой обрезок доски шириной 15 см (такая же как и у стропил) и, совмещая его верхнюю грань со шнуркой (см.рис), упираем этот обрезок в мауэрлат. В точке касания рисуем карандашом отметку и замеряем размер опирания углового стропила (в данном случае 11 см). Эту отметку назовём — точка 3.

Теперь нам нужно замерить угол наклона углового стропила. Для этого мы используем малку. Лучше приобретать малку с транспортиром в сборе (левый рисунок). Если такую найти не удалось, можно пользоваться и простой малкой плюс обычный школьный транспортир (средний рисунок). Какой угол мы замеряем показано на правом рисунке:

Полученную заготовку прикладываем вверху (см. левый рисунок) к нашей точке 2 и совмещая её со шнуркой, карандашом рисуем линии параллельные рядовому стропилу справа. По этим линиям делаем новый запил. Что должно получиться видно на правом рисунке. Так же на рисунке видно, что в нижней точке соприкосновения шаблона и рядового стропила, мы поставили ещё одну отметку. Назовём её — точка 4.

Наконец мы снимаем шнурку, замеряем рулеткой расстояние между точками 3 и 4 и изготавливаем угловое стропило. Последовательность такая: замеряем свес рядового стропила. Выше на рисунке, где показано рядовое стропило с размерами, нужный нам размер 0,67 метра. Умножим это значение на 1,5. К полученной цифре прибавим расстояние между точками 3 и 4. Так мы получим длину заготовки углового стропила. Длина эта сделана с достаточным запасом. Свес получится больше необходимого, его подрезают уже по месту, когда делают карниз.

Теперь сшиваем две доски 50х150 . При большой длине заготовки доски стыкуем — стыки делаем в разных местах. Думаю тут всё очевидно. С помощью шаблона размечаем и запиливаем верхний конец правой доски. Затем как бы делая зеркальное отображение запиливаем левую доску. Откладываем на заготовке расстояние между точками 3 и 4 (откуда откладывать должно быть понятно из рисунков выше). Делаем нижний запил выдерживая угол α и наш размер опирания углового стропила — 11 см. Теперь стропило можно ставить на место и закреплять.

Для других угловых стропил все запилы делаем такими же. Единственное что можно уточнить — это расстояние между точками 3 и4.

Самая нагруженная точка углового стропила находится на расстоянии 1/4 пролёта от верхней точки. Поэтому здесь нужно поставить дополнительные стойки. Как я уже говорил, в нашем примере на балки перекрытия ставить стойки нельзя, поэтому кладём под них дополнительные балки сечением 100х200 мм.

Теперь нам нужно изготовить и установить так называемые «нарожники». Здесь в принципе всё не так сложно, как может показаться. Для начала на мауэрлате карандашом делаем разметку с необходимым шагом (0,6 метра) и отмечаем места где будут стоять нарожники. Теперь мы прямо по месту делаем самый короткий крайний нарожник. Его нижние запилы и длина свеса отмечаются по оставшемуся у нас шаблону рядовых стропил. Они одинаковые. Верхний запил можно сделать прямо по месту без каких либо сложных построений. Нарожник не тяжёлый. Взяли, покрутили, прикинули, пару раз бензопилой поправили верхний запил и всё получится. Если нарожник на несколько сантиметров сдвинется влево или вправо вдоль мауэрлата — это не страшно. Главное добейтесь, чтобы при взгляде сверху угол между ним и мауэрлатом был 90º. Думаю это понятно.

Теперь мы можем использовать этот короткий нарожник как шаблон для всех остальных. Запилы все одинаковые, разная только длина. Смотрите рисунок: мы замеряем длину рядового стропила и вычитаем из неё длину сделанного короткого нарожника. Полученную цифру делим на общее число нарожников в углу. Мы ведь сделали разметку на мауэрлате и знаем сколько их будет. В нашем случае пять. Итак, мы получили расстояние, на которое будет отличаться длина каждого последующего нарожника. Т.е. короткий у нас есть, прибавляем к нему это расстояние, получаем длину следующего и так далее. Уверен, что если Вы сами будете строить крышу и дойдёте до этого этапа, то здесь проблем у Вас уже не возникнет.

Теперь небольшое отступление. Если величина пролёта перекрываемого угловым стропилом больше 7,5 метров, помимо установленной нами стойки нужно поставить дополнительную стойку на расстоянии 1/4 пролёта от нижней точки опоры. Если перекрытия позволяют ставим стойку на них, либо делаем так называемый «шпренгель» (см. рис.).

Если же величина пролёта более 9 метров, ставим ещё стойки по середине. Ну здесь соответственно нужно будет усиливать и рядовые стропила. В процессе их расчёта это станет очевидно.

Итак, возвращаемся к нашей крыше. Теперь нужно сделать карнизный свес. В этой статье я углубляться в процесс не буду. Устал уже писать. Приведу лишь несколько рисунков, из которых думаю и так всё будет понятно.

На этом хотелось бы закончить. Конечно, чем сложнее процесс, тем сложнее его описать в понятной и доступной форме. Всё же я надеюсь, что люди, которые решат строить вальмовую крышу собственными руками, разберутся и у них обязательно всё получится. Какие-либо вопросы либо дополнения по теме пишите в комментариях. Обсудим.

И ещё одно наблюдение. По моему личному предубеждению вальмовая крыша в чистом виде, как мы строили ей в этой статье, выглядит как то скучновато. Она просто преображается, если сделать хотя бы одно слуховое окно.