Стропильная система вальмовой крыши: схема, расчет, чертеж

Вполне логично задать вопросы о том, как правильно сделать четырехскатную крышу дома своими руками, что ее отличает и когда она наиболее подходит? Чтобы ответить на них, следует рассмотреть конструкционные и технологические особенности такой кровли.

Виды (шатровая, вальмовая, полувальмовая)

Основные виды четырехскатных крыш:

  1. Шатровый тип. Крыша имеет 4 треугольных ската, вершины которых сходятся в одной точке. Обычно ее основание имеет форму квадрата, а все скаты равны по площади. Такая конструкция подходит для дома, в котором длины всех стен равны между собой. Обычно это сооружения небольшой площади. Крыша отличается особой привлекательностью.
  2. Классический вариант – голландская вальмовая крыша. В ее основании формируется прямоугольник. Крыша напоминает двухскатную конструкцию, т.к. скаты, опирающиеся на длинные стены, сходятся вверху по линии, образуя коньковый прогон. Однако в вальмовой крыше над короткими стенами возводится не фронтон, а скаты в форме треугольника. В результате кровля составляется из 2-х трапеций и 2-х треугольников, на противоположных сторонах дома. Данная кровля обладает универсальностью. Она подходит для любых сооружений, особенно при их возведении в регионах, где значительные ветра могут дуть со всех сторон.
  3. Полувальмовый тип. В нем вместо треугольных скатов предусматриваются более сложные конструкции, что соответственно изменяет и боковые грани трапециевидных скатов. Выделяются 2 основные разновидности – голландская и датская полувальмовая крыша. В первом случае, треугольный скат располагается вверху, но опускается не на всю высоту кровли. Нижняя часть завершается вертикальной стенкой в форме трапеции. Такая конструкция позволяет оборудовать удобный вход на чердак или окно мансарды. Во втором варианте вертикальный элемент имеет форму треугольника и расположен в верхней части. Низ выполняется в виде ската трапециевидной формы. Верхний фронтон обеспечивает возможность установки окна мансарды.

Все типы четырехскатной крыши отличаются привлекательным видом и давно пользуются популярностью за рубежом. В последнее время они находят все больше почитателей и в России.

Высота балок четырехскатной крыши

Высота балок четырехскатной крыши подбирается исходя из следующих параметров.

  • суммарное значение нагрузки для региона России по СНиП (для центрального региона 220 кг/м2);
  • шага стропил; 600-800 мм оптимально. При большем шаге могут возникнуть сложности в монтаже утеплителя и устройстве обрешетки;
  • расчетная длина пролета по наклонной плоскости;
  • угол наклона кровли;

Упростить Вам задачу?

Мы хотим не просто рассказать подробнее о технологии строительства из деревянных двутавровых балок, но и наглядно продемонстрировать возможности двутавров в перекрытии конкретно для вашего случая. Пришлите нам чертежи вашего будущего каркасного дома или каркасной постройки и мы подготовим планы раскладки двутавровых балок, подберем сечение, сделаем спецификацию и посчитаем коммерческое предложение. И, конечно, покажем узловые решения, которые целесообразно применять конкретно в вашей конструкции.

Колеганов Иван, Инженер-проектировщик

Отправить чертежи

*бесплатная раскладка за 24 часа

Мы предлагаем только оптимальное решение стропильной системы четырехскатной крыши конкретно для вашего дома.

Получить прайс-лист Перейти в раздел цен Подробнее о балках

Что из себя представляет шатровая стропильная система?

По сути, шатровая крыша геометрически представляет собой «классическую» пирамиду, то есть фигуру с многоугольником в основании и гранями, являющиеся равнобедренными треугольниками, сходящимися в единой вершине.

В частном строительстве чаще всего применяется пирамида с основанием в виде четырехугольника, хотя для пристроек (башенки, эркеры и т.п.) или легких садовых построек (беседок) практикуется возведение более сложных конструкций, у которых в основании может лежать и правильный шести- или восьмиугольник (иногда даже и больше).

Шатровая крыша не всегда прямоугольная в плане – она может опираться на шесть, восемь и даже больше углов

В данной публикации акцент будет сделан все же на четырёхскатную шатровую крышу. Здесь тоже возможны вариации. «Классикой» считается пирамидальная конструкция, опирающаяся на основание-квадрат, с вершиной, находящейся на перпендикуляре, проходящем через точку пересечения диагоналей основания. В этом случае все четыре ската будут представлять собой абсолютно конгруэнтные треугольники, расположенные под одинаковым углом наклона.

Пирамида с квадратом в основании.

На рисунке-схеме показана пирамида с квадратом в основании – именно ее и будем рассматривать в дальнейшем. К этому чертежу придётся не раз возвращаться по ходу изложения.

Читайте также:  Как своими руками утеплить трубу дымохода

Вполне возможно использовать шатровую схему и на прямоугольном здании, у которого длина превышает ширину. Однако, на практике такое применяется нечасто – ввиду ненужного усложнения и расчетов, и монтажа. При подобном варианте скаты, опирающиеся на более короткую стену, становятся длиннее и имеют меньший угол наклона к горизонту, то есть и внешние нагрузки для них уже приходится рассчитывать индивидуально. Для прямоугольных оснований куда больше подойдет вальмовая крыша – она во многом схожа с шатровой, но лучше адаптирована именно к таким условиям.

Для прямоугольного здания лучше подойдет вальмовая стропильная система, которая сродни шатровой, но все же имеет коньковый горизонтальный прогон

Шатровая форма крыши дает немало значимых преимуществ:

Шатровая крыша – это не только внешняя оригинальность здания, но и масса других важных достоинств

  • Дом с такой крышей очень выигрышно выделяется на фоне стандартных двухскатных кровель, обладая своеобразной привлекательностью.
  • По своим аэродинамическим качествам, то есть по способности противостоять ветровой нагрузке, особенно при шквалистых или даже ураганных порывах, она среди скатных крыш, пожалуй, не имеет равных. Причем сведена к минимуму подъемная составляющая ветровой нагрузки – усилия, пытающегося сорвать кровлю вверх.
  • Уникальная пирамидальная форма способствует равномерному распределению всех внешних и внутренних нагрузок на систему крыши и здания в целом.
  • При правильном утеплении скатов кровли, такая крыша – оптимальное решение с точки зрения энергосбережения.
  • При оптимальном выборе крутизны скатов кровли не будет особых проблем и со снежными наносами.

Желание совместить шатровую систему и мансарду – выполнимо, но серьезно усложняет всю конструкцию крыши.

Недостатком, помимо определенной сложности конструкции, можно назвать то, что четыре одинаковых ската серьезно «съедают» объем чердачного помещения, что осложняет организацию в нем «обитаемой» площади. Чтобы создать жилую мансарду, приходится резко увеличивать крутизну кровли и прибегать к «врезке» дополнительных окон и надстроек. Понятно, что браться самостоятельно за расчет и возведение столь сложной конструкции – просто бессмысленно, так как здесь требуется высокопрофессиональное архитектурное проектирование и монтаж.

Преимущества

Шатровая крыша достаточно сложна в проектировании и трудоемка в монтаже, но, посмотрев на окружающие дома, можно увидеть, что она весьма популярна. Использование в проектах конструкции шатровой крыши дизайнеры объясняют ее преимуществами:

Преимущества
  1. Превосходные аэродинамические свойства, позволяющие шатровой крыше противостоять шквалистым и даже ураганным порывам ветра, без опасения срывания кровельного материала и обрушения чердака.
  2. Конструкция шатровой крыши с ее крутыми скатами позволяет забыть о таком малоприятном, рутинном мероприятии, как очистка кровли от снега.
  3. Шатровая крыша оставляет возможность обустройства просторного, жилого мансардного помещения. Однако ввиду отсутствия фронтонов, придется устанавливать дорогостоящие мансардные окна, которые монтируются прямо на скат.
  4. Оригинальный дизайн выделяет дома с шатровой четырехскатной крышей из рядов однотипных проектов с двухскатной треугольной кровлей.

Дом с шатровой крышей

Преимущества

Шатровая кровля изнутри

Как чертить план стропил

План стропил представляет собой обозначение элементов скатной крыши, которое упускается на чертеже крыши. Стропила располагают с учетом кровельного материала, так как для различных материалов необходима разная подоснова. В случаем с металлочерепицей это между стропилами необходимо оставлять пространство в 450 см. Порядок черчения в программе AutoCAD:

  • копирование плана кровли или зеркальное отображение половины кровли, если эти чертежи должны быть совмещены;
  • присвоение линиям кровли меньшей толщины;
  • параллельное смещение от коньков и ендов линий на половину от стропил (если стропила по 15 см, то смещение в программе необходимо указать как 75 мм);
  • после этого основной каркас готов (смотри подробнее: стропильная система дома), далее необходимо переходить к стропилам скатов, их рекомендуется вычерчивать от середины кровли, особенно, если здание симметричное (лучше разместить сразу две линии по разные стороны от линии симметрии и двигаться от них).
  • расстояние размещения стропил подбирается индивидуально с учетом особенностей крыши дома, в моей работе оно составляло до 800 мм, в местах прохождения дымоходов расстояние уменьшалось до 600.

В заключение

Возведение дома своими силами, тем более возведение крыши, является весьма серьезной и ответственной задачей. Как правило, подобные работы, если нанять мастеров, стоят больших денег, поэтому каждому хочется сэкономить, причем значительные средства. На самом деле, при желании, а также наличии некоторых элементарных навыков работы с деревом, это абсолютно доступно для каждого. Тем более что потребуется минимальный набор строительных инструментов, а также помощник, без которого никак не обойтись.

Второй вариант монтажа применим и в том случае, если площадь крыши небольшая. Монтируя сразу все элементы на месте, можно обойтись без подъемных механизмов, хотя времени на весь процесс может уйти значительно больше.

В заключение

Строительство сарая своими руками Беседка своими руками из дерева Козырек (навес) над крыльцом своими руками Установка откосов из пластика на окна своими руками Каркасный дом своими руками Водяной теплый пол своими руками

Читайте также:  Как самостоятельно утеплить крышу изнутри

Делаем сами шатровую крышу

Несмотря на всю сложность конструкции шатровой кровли, сделать такой тип крыши самостоятельно вполне возможно.

Порядок сооружения шатровой крыши включает в себя несколько последовательно выполняемых действий:

  1. Создание проекта шатровой кровли и проведение всех необходимых расчётов.
  2. Приобретение требуемых материалов и приготовление инструмента.
  3. Крепление мауэрлата по всему периметру основания строения.
  4. Установка опорной балки для стропил параллельно мауэрлату (допустимое расстояние между ними 450 см).
  5. Крепление диагональных элементов, раскосов, подкосов к основе стропил.
  6. Утепление крыши.
  7. Монтаж финишной кровли и дополнительных элементов для стока, вентиляции и др.

Полезные советы по строительству шатровой кровли

Профессионалы плотницкого дела делятся советами, которые обязательно нужно принимать во внимание при строительстве шатровой крыши:

  • не использовать древесину разных пород;
  • не собирать несущие элементы кровли из реек размером менее 150 на 50 мм;
  • не крепить к опорной стойке коньковой части короткие детали, их закрепляют по углам;
  • обязательно применять промежуточные стропильные ноги (в центре кровли).

Пошаговая инструкция по возведению шатровой крыши

Рассмотрим строительство шатровой восьмискатной кровли на конкретном примере. Крыша будет предназначена для постройки размерами 10 на 10 метров с перегородкой посередине (несущая конструкция).

    Устанавливаем мауэрлаты. Для этого используем брус с сечением 100*150 или 150*150 мм) и крепление при помощи шпилек (резьба более М12).

    Мауэрлат укладывается по периметру строения и крепится на шпильки

    На центральной опоре размещаются крепёжные устройства для установки центральных и диагональных стропил

    Для страховки и укрепления конструкции в местах крепления нарожников используются дополнительные стойки

    Утеплитель кладётся в каркас, образованный стропилами и обрешёткой

    Подшивка карнизных свесов выполняется на завершающей стадии строительства шатровой кровли

    Видео: строим сами шатровую крышу

    Взвесив все положительные и отрицательные моменты в эксплуатации шатровой крыши, можно решиться на её постройку своими силами. Главное — всё просчитать и следовать чётким инструкциям, которые дают профессионалы строительного дела.

Как устроены висячие стропила

Если вы выбрали висячую систему, это накладывает свои ограничения при монтаже. В особенности, фермы следует собирать на земле. Только после сборки ферму можно поместить на своё законное место – над перекрытием. Технология монтажа предполагает составление чертежа. Составив чертёж, можно точно определить длину стропильных ног, а также высчитать угол их соединения между собой.

Существует простое правило, с помощью которого можно быстро узнать нужный угол соединения стропил. Умножьте угол наклона крыши на 2, и вы получите искомое значение. Оптимальным углом наклона крыши считается значение от 35 до 40 градусов. Чтобы противостоять сильным ветрам, угол наклона рекомендуется уменьшить до 20 или даже до 15 градусов.

Чтобы определить длину стропильных ног, понадобится узнать расстояние прогона, а также угол соединения. Вероятнее всего, что длина стропильных ног будет находиться в пределе от 0,5 до 0,6 м. Способы скрепления верхних концов стропил:

  • внахлёст;
  • встык;
  • в лапу (вырезая пазы).

Чтобы прочно зафиксировать элементы, можно применять болты, а также стальные накладки. После монтажа верхних, а также нижних затяжек, готовую ферму можно установить над перекрытием.

Сперва нужно закрепить крайние фермы. Для обозначения и контроля вертикали рекомендуется использовать отвес. К мауэрлату фермы крепятся с помощью болтов. Также для этих целей можно применять металлические накладки. А для временной фиксации конструкции, можно использовать косой брус. Между стропилами нужно соблюдать точно одинаковое расстояние. Остальные стропила устанавливаются в порядке очереди, но после крайних. Только после того, когда все фермы будут надёжно закреплены, можно прибить доску по верхнему краю ската.

Длина доски должна быть на 20-30 см больше, чем габарит карниза. Для этих целей подойдёт доска с сечением 5*15 см. Аналогичную процедуру нужно повторить и для другой стороны крыши.

Разметка

Разметка конструкции проводится последовательно и зависит от этапов производимых работ:

  1. В первую очередь с торца здания по верхней обвязке размечаются оси.
  2. Вымеряется половина ширины конькового бруса и определяется положение первой детали в стропильной системе.
  3. Рейка для замера прилаживается одним концом к размеченной линии, а другим — вдоль линии стены.
  4. Для расчета длины свеса один конец устанавливают на внешний угол стены, а другой выпускают на свес. Остальные элементы высчитываются с помощью замерной планки с помеченным расстоянием для промежуточных стропил.
  5. На остальных углах производятся такие же действия. Так высчитывается расположение торцовых стропил и конькового бруса.

Стропильная система

Качество крыши напрямую зависит от каркаса и основы для настила кровли. Несущая конструкция крыши служит основой и определяет срок ее службы.

Стропильная система мансардной вальмовой крыши

Данная система опор устойчива к сильным ветровым нагрузкам из-за отсутствия фасадной стены крыши.

Кровля этой формы дает возможность соорудить большие отвесы, которые обеспечивают защиту стен и основания дома от дождя, снега и наледи.

Составляющие элементы системы стропил мансардной крыши:

  1. Мауэрлат.
  2. Коньковые и боковые прогоны.
  3. Опорные балки.
  4. Наслонные и висячие стропила.
  5. Подкосы.
  6. Опорные стойки.
  7. Диагональные стропила.

Отличительной особенностью мансардной вальмовой крыши является использование в ее конструкции наслонных и висячих стропил. Верхний уклон производится из висячих стропил, опирающихся на стойки или боковой прогон.

Во избежание изгиба они оборудуются затяжками. При монтаже нижнего ската используют наслонные стропила с основой на мауэрлат, и горизонтальную балку, соединяющую стропильную систему в ее средней части.

Нижние покатые поверхности имеют угол наклона порядка 60 градусов, а верхние – не менее 30 градусов.

Этап ІV. Монтаж конькового прогона

В рассчете конькового прогона отталкивайтесь от таких нюансов:

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 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 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:

Способы сборки

Существует несколько способов сборки стропильной системы шатрового типа. Основное отличие заключается в наличие или отсутствие центрального столба. В первом варианте он использовать как составная часть конструкции, во втором, играет роль вспомогательного элемента. В любом случае соединение стропил в одну точку очень трудоемкая и кропотливая работа, и основная сложность состоит в подгонке диагональных стропил в верхней части конструкции. Можно предложить массу схем соединения стропил, но все таки будет лучше если вы это сделаете в индивидуальном порядке, с учетом всех параметров, которые могут повлиять на несущую способность крыши. В качестве примера предлагаем несколько вариантов

При опирании на столб процесс монтажа менее трудоемок и может быть выполнен самостоятельно. Вначале выставляются попарно противолежащие накосные стропила, крепятся к опоре, а затем собираются остальные элементы конструкции. Некоторые мастера утверждают, что можно еще больше упростить задачу, начав монтаж не с диагональных, а с центральных стропил. Такое изменение последовательности не нарушает хода работ, но однозначно облегчает ее.

Сборка стропильной системы без центральной стойки предусматривает предварительное соединение двух стропил на земле и привлечение подъемной техники.

Хотелось бы отметить еще несколько важных моментов, это особенность соединения диагональных стропил с нарожниками и усиление мауэрлата и накосных. Для компенсации сил, действующих на элементы конструкции, схема крепления предусматривает расположение промежуточных стропил в разбежку. Чтобы не уменьшить сечение опорного бруса (мауэрлата) и диагональных стропил и тем самым не снизить их несущую способность, не рекомендуется производить врубки в теле древесного массива. Поэтому специалисты советуют шатровые крыши монтировать по типу наслонных.

Чтобы не ослабить жесткость диагональных стропил (рис.5), их