Соединение стропил четырехскатных крыш

Как правильно крепить стропила вальмовой крыши?

Вальмовая крыша – одна из самых красивых и сложных в строительстве, но при этом одна из самых надежных. До сравнительно недавнего времени она массово встречалась только в западной и европейской архитектуре, а теперь все чаще появляется среди российских загородных домов.

В чем сложность ее архитектуры? Прежде всего, в технологии правильного крепления стропил вальмовой крыши, чтобы те в итоге образовали собой идеальную геометрическую фигуру. Если этого не произойдет — все усилия пойдут прахом. Для сравнения, работать с двухскатной и односкатной крышей куда проще.

И даже если вы не собираетесь собственноручно устанавливать для вальмовой кровли стропила и вообще мало что понимаете в кровельных работах, все равно рекомендуем внимательно изучить эту технологию. Тогда вы сможете спокойно контролировать строительные работы на вашем участке, будете понимать, не халтурят ли рабочие и действительно ли готовая крыша не будет нуждаться в ремонте в первый же год эксплуатации.

Содержание

Виды стропильных систем вальмовой крыши

Четырехскатная или вальмовая крыша даже на сегодняшний день в Европе встречается чаще, чем другие виды. Это легко объяснить тем, что такая конструкция надежна, долговечна и просто красиво выглядит. Её главное преимущество состоит в том, что сглаженность форм со всех четырех сторон позволяет крыше быть устойчивой ко всем видам атмосферного воздействия. А удачное распределение нагрузок, благодаря наличию диагональных стропил, создает высокую устойчивость всего каркаса к деформациям.

Среди недостатков стоит упомянуть сложность расчета, монтажа и то, что пространство под крышей будет ограничено четырьмя скатами, а при желании обустроить там комнату необходимо будет установить мансардные окна и вертикальные стены из гипсокартона.
Сам стропильный вальмовый каркас – это конструкция из двух пар стропил, которые установлены по диагонали от конька до нарожников и шпренгелей, для которых они служат опорой:

Конструкция, в которой скаты занимают всё пространство крыши, называется вальмовая чётырехскатная.

А при установке стропил на вальмовую крышу с укороченными скатами торцов, получаем конструкцию, которая имеет ряд преимуществ и уже называется полувальмовой или голландской кровлей. Она дает возможность установить на торцах дома не мансардные, а стандартные фасадные окна, на которых не скапливается снег, на них не давят потоки дождя, да и по ощущениям вертикальные окна для многих более комфортны, чем “падающие”. Такая кровля обладает высокой ветроустойчивостью за счёт отсутствия острого выступа и более оригинальным внешним видом.
Те же треугольные скаты, но с небольшим фронтоном у конька — это уже датская полувальмовая крыша. Её преимущество – естественное освещение в достаточном количестве без установки мансардных окон. Датская крыша еще более непривычна для российских широт, чем вальмовая, но на практике оказывается едва ли не самой практичной из всех похожих вариантов.
А вот для домов с квадратным периметром подойдет шатровая крыша. В отличие от классической вальмовой кровли, у которой есть два торцевых ската треугольной формы и два боковых ската в форме трапеции, шатровая выглядит как четыре треугольника с равными сторонами, которые соединены в верхней точке. У такой кровли конструкция стропил еще более сложная. Стропильные ноги у шатровой конструкции длиннее рядовых балок, а между ними крепятся короткие стропила (нарожники).

Кроме четырехскатной вальмовой крыши, существуют и другие разновидности. Например, ломаная или мансардная вальмовая кровля. Монтаж её довольно сложен, но в результате получаем дополнительное пространство и видовую мансарду. Четырехскатную ломаную крышу можно увидеть в китайских пагодах, в традиционных японских и корейских сооружениях.

Кроме этих разновидностей стоит упомянуть многоскатную вальмовую крышу. Из названия понятно, что такая конструкция имеет больше четырех скатов. Строится она скорее из эстетических, а не практических соображений, поскольку расчет и монтаж такой конструкции довольно сложен, а количество отходов при возведении — велико.

Более подробно об этих видах — на видео:

Точный расчет стропильной системы

Перейдем к расчету. Если вы переживаете, что не справитесь, посмотрите на стропильную конструкцию вальмовой крыши на чертеже — вся эта структура подчиняется законам физики и геометрии, и при грамотном предварительном расчете никаких проблем не возникнет. Хорошо, если у вас уже есть определенный опыт в плотницкой работе или хотя бы помощник.
Первым делом для обустройства четырёхскатной крыши важно правильно подобрать и установить все несущие элементы. Ведь в сравнении с другими типами крыш, например с двускатной, количество стропил и других деталей системы четырёхскатной крыши ощутимо больше. И многое зависит от того, какая именно будет стропильная система под вальмовую кровлю – наслонная или висячая.

Наслонная стропильная система подходит для домов с капитальными внутренними стенами, а висячая – для зданий без встроенных промежуточных опор. При монтаже висячей крыши стропила делают упор на фасадные стены дома и, чтобы снять нагрузку с них, необходима затяжка, которая соединит стропила между собой.
Каркас наслонной конструкции не нуждается в затяжке, благодаря чему получается легче и требует меньше материалов. Именно поэтому вальмовая крыша с наслонной стропильной системой встречается чаще.
Но для обоих вариантов важно правильно сделать расчеты. Для этого нужно знать ряд правил:

• Во-первых, замеры необходимо проводить по низу конструкции. Это дает возможность точно определить точки подрезки стропильных ног.
• Во-вторых, для упрощения расчетов лучше взять пиломатериалы единого сечения.
• В-третьих, для определения местоположения стропил нужно использовать специальный шаблон, а для расчета длины стропильной ноги необходимо знать длину её горизонтальной проекции и коэффициент.

Все это правильно рассчитать поможет такая схема:

Технология монтажа и важные узлы крепления

Теперь внимательнее рассмотрим узлы крепления стропильной системы вальмовой крыши и их типы, попутно вникая в саму технологию строительства. А также в то, какую роль играет каждый из элементов в общей конструкции.

Шаг 1. Установка бруса мауэрлата

Монтаж стоит начать с установки бруса мауэрлата, оптимальное сечение для которого 10х10 см. Важный момент – крепление, поскольку здесь нужно учитывать материал стен. Если они из кирпича или камня, следует использовать монолитную железобетонную обвязку и при заливке закрепить в ней шпильки резьбой от М12. Для других материалов те же шпильки крепятся при помощи распорных дюбелей. Если же брус не цельный, его элементы рекомендуется тщательно соединить накладными креплениями. Углы обязательно укрепляются металлическими уголками и пластинами.

К мауэрлату стропила крепят традиционно при помощи металлических пластин:

А у конька чаще используют гвозди:

Шаг 2. Монтаж стоек и опорных балок

После установки мауэрлата переходим к установке опорных балок и стоек. Для стоек используют брусья сечением 10*15 см, а для балок подойдет сечение повыше. Для стойкости и долговечности конструкции нужно придерживаться соотношения 1:2 при расчете ширины и высоты соответственно.

Хотя для каркасно-щитовых домов допустимо не использовать опорные балки — монтируются только стропила с шагом, идентичным для стропил. Если же вальмовая крыша монтируется на каркасно-щитовом сооружении, то опорные балки можно не задействовать – достаточно будет стоек, расположенных с таким же шагом, с которым будут устанавливаться сами стропила. А вот как выглядит конструкция вальмовой крыши без стоек на практике:

Самый простой вариант обустройства — конструкция с центральной опорой. Т.к. использование затяжек из-за равной длины стропильных ног затруднительно и «ворует» полезное пространство, в качестве основной опоры можно использовать балку. Монтировать ее стоит в области конька, и именно на неё будут опираться стропильные ноги. Сама балка будет хорошо удерживаться при помощи вертикальных стоек. Важно при этом, чтобы вертикальные опоры балки находились на несущей стене, либо же на очень прочном перекрытии.

А вот для малых площадей, когда пролет крыши менее четырех метров, использование стоек не обязательно, но тогда лучше взять несколько затяжек, хотя это и не рекомендуется.

Для четырехскатных крыш вальмового типа система монтажа схожа, только вместо бруса нужно взять центральную опору или же создать замкнутый каркас из балок и стоек.

Шаг 3. Установка накосных и рядовых стропил

Следующий этап – монтаж стропил. На них будет ложиться большая нагрузка, поэтому необходимо использовать брусья с сечением выше, чем у рядовых стропил. При этом нет четкого порядка по установке стропил: можно начать с рядовых, а потом перейти к накосным.

Помните, что самый важный элемент, который влияет на всю конструкцию – стропильные ноги, которые должны быть цельными. В случае, когда это невозможно, два бруса нужно срастить металлической накладкой размером не менее полутора метра. К слову, про то, как и из чего сделать стропила для вальмовой крыши самостоятельно у нас на сайте есть отдельная подробная статья https://krovgid.com/proekt/raschet-valmovoj-kryshi.html.
Рассчитать размеры стропильных ног можно по специальным таблицам.

Все стропила сверху нужно крепить к коньковому прогону. Он всегда располагается по продольной оси дома. Центральные основные стропила крепят на мауэрлат и края конька, обычно по две штуки на каждый из боковых скатов:

Есть у вальмовой крыши диагональные стропила — особые элементы, которых не встретить в односкатном или двускатном варианте. Другое их название — накосные. От обычных стропил они отличаются большей длиной и тем, что служат опорой также для укороченных стропил, так называемых полуног или нарожников. Ввиду этого накосные стропила всегда несут нагрузку минимум в полтора раз больше, чем обычные. И их нередко делают спаренными, ведь удвоенное сечение способно нести нагрузку больше, балка получается длинной, но не разрезанной, а в ход можно пустить те же доски, что и для обычных стропил.

Накосные, или диагональные стропила, опираются на окончание конькового прогона и угол мауэрлата в количестве четырёх штук. В итоге на каждом из коньков должны сходиться по пять стропил сразу: центральное вальмовое, по два накосных и диагональных.
После чего фиксируем уже промежуточные стропила. Их крепят по боковым скатам, и тоже опирают на мауэрлат и конек. Но здесь уже не ограничено количество — все зависит от шага установки, и порой в крышах с коротким коньком они и вовсе отсутствуют.

Следующий вид — укороченные стропила. Нижним концом они опираются на мауэрлат и накосные ноги. Причем длина таких стропил меняется в зависимости от места монтажа, а количество не ограничено.

И, наконец, нарожники, количество, размеры и расположение которых такое же, как у боковых укороченных стропил.

К самому коньку такие стропила обычно присоединяют при помощи большого количества гвоздей:

При этом гвозди хорошо сочетать с металлическими пластинами:

К слову, за рубежом чаще используют пластины, нежели стропила:

Шаг 4. Усиление имеющейся конструкции

Мы рассмотрели основные стропильные элементы вальмовой крыши, но когда речь идет о большом жилом доме, то в ход идут дополнительные. Они усиливают весь каркас, что лишним не бывает. К ним относятся стойки, о которых мы говорили ранее, и другие элементы.

Используются также ригели — затяжки, которые способны служить одновременно балками перекрытия. Для усиления конструкции также используются настоящие балки, которые встроены в стены дома либо врезаны в брус мауэрлата. В отличие от них, затяжки располагают намного выше, и те становятся хорошим основанием для подшивки потолка. Кроме того, и балки, и затяжки — основа для стоек и других стропильных элементов.

Еще одна деталь вальмовой кровли — шпренгели. Это деревянные распорки, которые монтируют под стропила:

Чтобы стропильная конструкция была достаточно крепкой, для нее применяется еще прибоина:

При этом у датской вальмовой крыши немного другая конструкция:

Специально усиливать также нужно стропила, длина которых больше 4,5 метров. Для этого устанавливают диагональные подкосы под углом 45-60°, которые упираются в прогон либо затяжки.
А для усиления накосных стропил, нарожников, применяется шпренгель. Саму угловую шпренгельную балку одним концом врубают в балку мауэрлата, а от нее уже идет вертикальная стойка.
И, наконец, задействуют ветровую балку, которую специально прибивают изнутри прямо к стропильным ногам. Без нее не обойтись, когда регион ветреный, и направление ветра при этом неустойчиво.

Шаг 5. Обрешетка и кровельный пирог

По окончании установки стропильной системы вальмовой крыши можно переходить к заключительному этапу, а именно — к монтажу обрешетки и кровельного пирога. Последний элемент должен состоять из определенных слоев гидро-, паро-, теплоизоляции и кровельного покрытия, количество и качество которых зависят от самого кровельного пирога и его задач.

Четырехскатная крыша – конструкция сложная, но вполне возможно с ней разобраться и воплотить в жизнь своими силами. При этом важно не забывать о том, что все материалы должны быть качественными, все соединения – надежными, а расчеты — грамотными.

Готовы смонтировать на своем доме стильную, надежную и долговечную крышу?

Источник

Четырехскатная крыша своими руками: обзор конструкций + инструктаж по строительству

Классическая четырехскатная даже сегодня остается все еще малопривычной для российских широт и напоминает о заморском укладе. Вот почему ее строят чаще всего ради того, чтобы придать архитектуре жилого дома особый эффект в плане стиля и восприятия, выгодно отличить его от однообразных привычных построек.

Кроме того, четырехскатная крыша – своими руками построенная по всем правилам – на практике имеет большое количество преимуществ, особенно для суровых российских широт. Разберемся подробнее?

Содержание

Виды четырехскатных крыш

Четырехскатная крыша имеет скаты, которые выполняются в виде равнобедренных треугольников и сходятся вершинами в одной точке. Если же четырехскатная крыша выходит квадратной в плане при виде сверху, тогда она называется шатровой.

Если же не выходит квадратной, а получается в виде прямоугольника – это вальмовая крыша. Такой интересное название она получила благодаря скатам, которые имеют вид щипец-вальм.

Голландская крыша: классика четырех скатов

Голландская, или вальмовая крыша считается классическим вариантом, который отличается особенной устойчивостью к ветру и снегу.

Поверхность стандартной вальмовой крыши образует два трапециевидных ската по длинным сторонам и такое же количество треугольных – по коротким сторонам. В отличие от шатровой крыши, такая форма, по мнению современных архитекторов считаются более эстетичной.

Стропильная система вальмовой крыши предполагает установку четырех накосных стропил – диагональных опорных брусьев, которые идут от двух вершин скатов к верхним углам здания.

А вот полувальмовая крыша, в свою очередь, бывает двух видов: когда боковые скаты срезают только часть торца сверху, или уже внизу, то есть сама полувальма может быть треугольником или же трапецией, и называться датской или полувальмовой голландской.

Полувальмовая голландская крыша: особая устойчивость

Полувальмовая голландская крыша – это одновременно вариант и двухскатной конструкции, и четырехскатной. Она отличается от классического варианта наличием усеченных вальм –треугольных торцевых скатов. По правилам, длина вальма голландской крыши должна быть в 1,5-3 раза меньше, чем длина боковых трапециевидных скатов.

Преимущество такой крыши в том, что здесь есть возможность установить мансардное вертикальное окно, и при этом острый выступ, как у двускатной кровли, отсутствует, что, в свою очередь, увеличивает способность крыши выдерживать экстремальные ветровые нагрузки.

Полувальмовая датская крыша: европейские традиции

А вот датская полувальмовая крыша – это разновидность чисто вальмовой конструкции. В этом случае монтируется только нижняя часть торцевого ската, а под коньком оставляют небольшой вертикальный фронтон.

Преимущество такой конструкции в том, что она позволяет отказаться от проблемных в плане гидроизоляции мансардных окон в кровле и обеспечить естественное освещение мансарды за счет установки полноценного вертикального остекления, что сейчас особенно модно.

Шатровая крыша: идеальные пропорции

Шатровую крышу обычно ставят на постройках, имеющих одинаковую длину стен, которые образуют собой квадратный периметр. У такой четырехскатной крыши все скаты по форме – одинаковые равнобедренные треугольники, мечта кровельщика, одним словом, и кошмар строителя.

Дело в том, что строительство классической шатровой крыши еще более сложно, чем у вальмовой, ведь здесь стропила должны сойтись все в одной точке:

Устройство стропильной системы крыши с четырьмя скатами

Вот самый простой пример строительства стандартной вальмовой крыши для небольшого дачного домика:

Этап І. Планирование и проектирование

Прежде, чем как сделать четырехскатную крышу обязательно продумайте все ее детали, до мелочей. Даже самый простое устройство четырехскатной крыши обязательно стройте по готовому чертежу. Дело в том, что у готовой двускатной крыши почти заметны недочеты и перекосы, а вот если вы где-нибудь допустите ошибку в строительстве той же вальмовой или шатровой крыши, то диагональные стропила просто не сойдутся в коньке и исправить это будет крайне сложно.

А поэтому, если вы владеете специальными программами, создайте 3D модель будущей крыши прямо в них, а если нет, тогда просто подготовьте подробный чертеж и хорошо, если вам в этом поможет профессионал. Все детали такой крыши должна быть просчитаны – до мелочей!

Кстати, сегодня довольно модно делать четырехскатной не только крышу, но и ее отдельные функциональные элементы:

Этап ІІ. Заготовка конструктивных элементов

Итак, если вы взяли готовый чертеж крыши или набросали его сами и уверены в будущем качестве, самое время заготовить необходимые элементы стропильной системы. А для этого сначала разберемся с тем, как правильно они называются.

Итак, первое, о чем вам придется позаботиться перед тем, как построить четырехскатную крышу – это мауэрлат . Это балка квадратного либо прямоугольного сечения, которую вы уложите на верхнюю часть стен по всему периметру дома. Она станет опорой для стропил, которые будут передавать на нее нагрузку, и именно эта доска распределит равномерно вес всей крыши на стены дома и фундамент. Идеальный вариант –использовать в качестве мауэрлата брус сечением 15 на 10 см.

Далее вы будете строить стропильные ноги – это основной элемент, который будет создавать собой уклон крыши. Стандартные стропила изготавливаются из доски 50 на 150 мм, а диагональные – 100 на 150 мм.

Понадобятся вам и затяжки, главная задача которых – препятствовать смещению стропильных ног в стороны. Сами затяжки вы будете фиксировать и соединять нижними концами, и для этого запасите доски параметром 50 на 150 метров.

А вот сверху и диагональные стропильные ноги, и стандартные стропила будут сходиться и закрепляться между собой в коньке. Для этого возьмите брус 150 на 100 мм.

Далее, по центру двух противоположных сторон должна быть поперечная балка – лежень, которая служит опорой для стоек, а они, в свою очередь, поддерживают коньковый прогон. Для этой цели подойдет брус с сечением 100 на 100 мм или 100 на 150 мм.

Откосы станут подпоркой для стропил, который препятствует их сдвигу. Такие вы должны установить их под углом к стойке, для этого возьмите такой же материал, как на лежень.

Далее, важной деталью будет стойка – вертикальный элемент каркаса крыши. Она станет служить опорой для конька. Изготовьте ее из такого же материала, что и мауэрлат.

Не забывайте также о ветровой доске – это горизонтальный элемент, который связал между собой все нижние концы стропил. Вам нужно будет прибить ее к стропилам по внутреннему периметру кровли и таким способом подчеркнуть линию ската. Для этой цели подойдет доска 100 на 50 мм.

А вот для наружной стороны вам понадобится еще одна доска – кобылка, из такого же материала. Такое странное название это доска получила с тех времен, когда ее делали вырезной, в виде лошадиных морд.

А вот самые необычный и сложный элемент четырехскатной крыша – это шпренгель, который придает жесткости всей конструкции. Его главная задача – связать все горизонтальные и вертикальные элементов. Он тоже монтируется под углом, и изготавливается из бруса 100 на 100 мм:

И наконец, если речь идет именно о вальмовой крыше, то единственный элемент, который присутствует исключительно в вальмовых крышах, – это нарожники. Они представляют собой укороченные стропила, которые опираются на диагональной стропильную ногу. Их вы можете изготовить из доски 50 на 150 мм.

В жизни все эти элементы выглядят так:

Подумайте также об утеплителе, гидроизоляционной пленке и доборных кровельных элементах:

Этап ІІІ. Установка чердачного перекрытия

Нередко бабки висячих стропил или подвески, которая в вальмовой крыше работают на растяжение, необходимо выполнять из стали. Для этого к затяжке деревянных стропил подвешивается перпендикулярно на хомуты специальные деревянные прогоны.

А уже перпендикулярно к прогонам подвешиваются деревянные балки, после чего между ними укладываются безбалочные облегченные заполнения. Поэтому, если вы хотите уменьшить нагрузку крыши на висячие стропила или стропильную ферму, вам нужно выбирать конструкции подвесного перекрытия.

Для стальных ферм подвесное перекрытие обязательно нужно сделать несгораемым, по стальным балкам. Между такими балками следует уложить сборные железобетонные плиты, а уже на них –легкий утеплитель. Чтобы повысить огнестойкость и долговечность таких несущих конструкций, их нужно делать из железобетона. Причем самые железобетонные несущие конструкции лучше выполнять из крупноразмерных панелей заводского изготовления, чтобы не рисковать.

Этап ІV. Монтаж конькового прогона

В рассчете конькового прогона отталкивайтесь от таких нюансов:

1. Если же в здании есть капитальные продольные стены, или хотя бы два ряда внутренних столбов, тогда прогонов делают два. При этом многие стропильные конструкции по длине могут быть составными, а для увеличения жесткости используются ригели.
2. Если же здании нет внутренних опор, тогда здесь наклонные стропила сделать не получится. А поэтому используются специальные строительные фермы, к которым чердачное перекрытие попросту подвешивается. В таком случае стержни, которые расположены по верхнему контуру ферм, образуют верхний пояс строительной ферма, а по нижнему контуру – уже нижний пояс. Сама решетка фермы образует теперь вертикальные стержни и раскосы – наклонные стержни, которые располагаются между верхним и нижним поясом. Причем такие фермы необязательно изготавливают только из дерева, напротив, сегодня достаточно популярны стальные железобетонные. В процессе самого строительства фермы устанавливают на расстоянии 4-6 метров друг от друга. Самый простой вариант таких ферм – это шпренгельные, которые состоят из стропильных ног, вертикальной подвески, бабки и затяжек.
3. Если ширина здания достаточно большая, при установке используются строительные фермы или шпренгельные опоры. Но тогда чердачное перекрытие нельзя перекрывать балками, которые будут опираться на одни только стены. Такую конструкцию необходимо подвешивать на стальных хомутах к нижнему поясу фермы, или к затяжке, чтобы образовать, таким образом, подвесные перекрытия.

В этой фотоиллюстрации хорошо видно, как именно стропила нужно крепить к коньку и хребтам:

Этап V. Установка стандартных и диагональных стропил

Итак, диагональные стропильные ноги опираются прямо на конек в зависимости от таких условий:

1. Если посреди крыши будет только один коньковый прогон, тогда диагональную ногу нужно набивать на консоли прогона. Их специально для этого выпускают на 15 сантиметров за поддельную раму, а лишнее потом отпиливают.
2. Если же прогона – два, тогда на них нужно установить шпренгельную конструкцию из горизонтальной балки и стойки, а затем уже закрепить сами накосные стропила.
3. Если же балка при этом прочная, из бруса, а не из досок, тогда есть смысл сделать прибоину – короткую доску толщиной не менее 5 сантиметров. И на нее уже опирать накосные стропила вальмовой крыши.

Дополнительно для надежности накосные стропила закрепляют еще при помощи металлической проволоки, скрученной в несколько раз.

На ребрах монтаж коньковых элементов нужно производить в той же последовательности, что и на обычном коньке крыши. Т.е. установите элемент ребра с закрытым торцом, уложите коньковые элементы в замок и закрепите их механическим способом. А вот в местах пересечения ребер и конька вальмовой крыши принято устанавливать Y-образные коньковые элементы, хотя вместо них можно использовать также начальные и конечные коньковые элементы.

Но только обрежьте их тогда по контуру, когда они будут закреплены на ребре, и механически закрепите места стыков. Обработайте обязательно грунтовкой и минеральной посыпкой из стандартного ремонтного комплекта. Не забудьте также при установке коньковых элементов наконец на ребрах или коньках четырехскатной крыши оставить зазор для отвода воздуха из подкровельного пространства.

Все те же принципы нужно соблюдать и при строительстве четырехскатной крыши сложной формы:

У вас получится! Пожалуйста, задавайте свои вопросы в комментариях.

Источник