Стропильная система четырехскатной крыши: вальмовой, шатровой

Многим нравятся дома с шатровыми крышами. Хотя для них требуется большая часть материалов и, следовательно, большая часть денег, они популярны. Во-первых, потому, что они делают даже простую «коробку» интереснее. Во-вторых, потому что они прочные и надежные. И хотя стропильная система вальмовой крыши – одна из самых сложных, ее можно разработать и изготовить своими руками. 

Виды вальмовых крыш

Двускатные крыши – самые дорогие и сложные в строительстве. Но, несмотря на это, они были и остаются популярными. А все благодаря тому, что они выглядят более привлекательно, чем все другие виды крыш, обладают высокой механической прочностью, хорошо выдерживают ветровые и снеговые нагрузки. Дом с шатровой крышей или даже беседкой выглядит «тверже», чем любой другой.

Даже простой «ящик» под четырехскатной крышей смотрится эффектно

Существует два основных типа четырехскатных крыш: вальмовая и вальмовая. Вальмовая крыша подходит для квадратных построек, вальмовая крыша – для прямоугольных. В шатровой крыше все четыре ската выглядят как треугольники и сходятся в одной точке, в центре квадрата.

Общее устройство вальмовой крыши

Классическая вальмовая крыша имеет два трапециевидных ската, которые сходятся на коньке. Эти наклоны расположены вдоль длинной стороны прямоугольника. Два других ската представляют собой треугольники, соединяющие крайние точки коньковой балки.

Устройство вальмовой крыши в общих чертах

Несмотря на то, что скатов по-прежнему четыре, конструкция и расчет у этих крыш разные. Порядок сборки тоже разный.

Половина бедра

Гораздо чаще встречается вальмовая крыша – ведь прямоугольных построек гораздо больше, чем квадратных. Есть много других его разновидностей. Например, полубедра: датский и голландский.

Полувальмовые крыши – датские и голландские

Они хороши тем, что позволяют установить полноценные окна в вертикальной части боковых откосов. Это позволяет использовать чердачное помещение как жилое пространство. Конечно, по сравнению с полноценным вторым этажом жилая площадь меньше, но и затраты на строительство тоже не такие высокие.

Угол наклона и высота крыши

Угол наклона четырехскатной крыши определяется исходя из снеговых и ветровых нагрузок в вашем районе. Чем больше снеговая нагрузка, тем выше необходимо поднять коньки, чтобы уклон был круче и снег не задерживался в больших объемах. А при сильном ветре конек опускают ниже, чтобы уменьшить площадь склонов и, как следствие, ветровую нагрузку.

Даже при выборе угла наклона скатов крыши руководствуются эстетическими и практическими соображениями. С эстетикой все более-менее понятно: здание должно выглядеть пропорционально. И лучше всего смотрится с достаточно высокими крышами – 0,5-0,8 высоты первого (или единственного) этажа.

Один из вариантов стропильной системы полскатной кровли

Практические соображения могут быть двух видов. Во-первых, если вы планируете использовать чердак как жилое пространство, обратите внимание на ту площадь, которая будет удобна для использования. Более-менее комфортно в комнате с высотой потолка 1,9 м. Да и то для людей среднего роста. Если вы выше 175 см, штангу нужно будет поднять.

С другой стороны, чем выше высота крыши, тем больше материалов потребуется для ее изготовления. И это второй практический аспект, который необходимо учитывать.

Следует учитывать еще один момент: у кровельных материалов есть минимальный и максимальный угол наклона, при котором это покрытие может «работать». Если у вас есть определенные предпочтения к типу кровельного материала, учтите и этот фактор. Это зависит от того, на какую высоту следует поднимать стропильную систему вальмовой крыши (относительно стен).

Стропильная система вальмовой крыши

Если делается вальмовая крыша, то чаще всего это вальмовая крыша. Давайте сначала поговорим об этом. Центральная часть стропильной системы поочередно повторяет систему двускатной крыши. Система также может быть с перекрытиями или подвесными стропилами. Подвесные стропила устанавливаются «на место» – на крыше для таких работ достаточно двух человек. Фермы крыши треугольной формы могут быть установлены на земле, а затем готовы, подняты и установлены. В этом случае работы на высоте меньше, но для подъема и установки готовых ферм потребуется техника (кран) или бригада из четырех и более человек.

Стропильная система вальмовой крыши с многослойным брусом

Основные отличия стропильной системы вальмовой кровли кроются в тех местах, где укорачиваются стропила (полуноги стропила) и образуется вальмовая – треугольные скаты. Здесь устанавливаются диагональные балки, также называемые накладными балками. Они опираются на внешние или внутренние углы здания и длиннее обычных стропильных ног. Особое внимание стоит уделить диагональным стропилам, так как они имеют половинную нагрузку (по сравнению с соседними стропилами). Таким образом укрепляются ножки угловой балки: их собирают из двух досок, соединяя их по ширине гвоздями. Также для поддержки ног диагонального стропила устанавливаются дополнительные стойки и откосы, называемые стропильным блоком.

Стропильная система вальмовой крыши: устройство вальмовой крыши

Еще одна стропильная система вальмовой крыши отличается тем, что мауэрлат укладывается по периметру постройки, а не только по длинным сторонам коробки. Это и понятно: стропила расположены по периметру, а не только с двух сторон, как в двускатной крыше.

Мауэрлат – это элемент кровельной системы здания. Он представляет собой брус или бревно, размещенное сверху по периметру внешней стены. Он служит крайне низкой опорой для стропил.

Диагональные балки

Как уже было сказано, наклонные (угловые) стропила несут большую нагрузку: от укороченных стропил боковых откосов и от вальм. Кроме того, длина диагональных стропил вальмовой кровли обычно превышает стандартную длину бруса – она ​​составляет более 6 метров, поэтому они сращиваются и складываются вдвое (парные). Это решает сразу две проблемы: получаем балку необходимой длины, увеличиваем ее несущую способность. Две спаренные доски выдерживают большие нагрузки, чем сплошной брус того же сечения. И еще: сочлененные балки для вложенных балок изготавливаются из того же материала, что и опоры обычных балок. Это дешевле и не нужно искать специальный материал.

Как состыковать балки из досок

Если используются сочлененные балки, диагональные балки обычно крепятся путем установки подкосов и / или ферм (подкосов).

• Если длина балки до 7,5 м, то достаточно распорки, которая опирается на верхнюю часть балки.
• При длине наклонной балки более 9 метров требуется третья промежуточная опора – стойка, поддерживающая центр прогона.
• При длине от 7,5 м до 9 м устанавливается дополнительная стойка или ферма. Эти стойки размещаются внизу, на 1/4 длины балки.

Шпренгель – это специальная система, состоящая из балки, поддерживаемой двумя смежными внешними стенами. На эту балку опирается опора, поддерживаемая откосами с обеих сторон (при необходимости уклоны устанавливаются).

Фермы поддерживают диагональные балки

Ферма обычно не рассматривается, но изготавливается из тех же материалов, что и стропильная система. Для самого радиуса 150 * 100 мм, стойки – 100 * 100 мм, для стрижки – 50 * 100 мм. Это может быть древесина подходящего сечения или коленчатый брус.

Поддержите стропильную ногу

Диагональные ножки обвязки верхним концом опираются на коньковую планку. Точная конструкция этой сборки зависит от типа системы и количества ходов.

При наличии обводки консоли на 10-15 см длиннее балочного каркаса, если такой выпуск слишком большой, его срезают. Но делать его короче не стоит – выращивание намного сложнее и дороже. На этом этапе диагональные наклонные ножки будут находиться в упоре.

Узел опоры диагональной балки коньковой балкой

Стропила срезают под нужным углом, стыкуют на консоли. Крепится гвоздями. Соединение может быть усилено металлическими накладками.

Если коньковых пролетов два (так делают, если планируется жилище мансардного типа), способ соединения зависит от материала, из которого изготовлены стропила:

• Если используются сочлененные доски, потребуется шпренгель, который опирается на выходы коньковой балки. Диагональные балки обрезаются и опираются на стойку фермы.
• Если используется дерево, вместо подставки устанавливается плита – кусок доски толщиной не менее 50 мм. Доска крепится гвоздями к двум балкам, и на этой доске уже есть ножки балки, которые будут образовывать бедро.

С двумя коньковыми балками

Нижняя часть стропильных ног вырезается по горизонтали и прикрепляется к мауэрлату или панели обвязки. Для большей надежности узла можно установить дополнительную косую балку и закрепить к ней угловую балку (на рисунке ниже).

Крепление балки к мауэрлату

Крепление: Гвоздями с двух сторон, при необходимости, можно закрепить дальше проволочными скрученными или хомутами.

Как прикрепить клинья и половинки ножек

К установленным диагональным стропильным ногам с одной стороны прикрепляют укороченные стропила боковых откосов (их еще называют полуножки), с другой – стропила – стропила, образующие вальм. Их нужно расположить таким образом, чтобы стыки не совпадали. Иногда для этого приходится менять расстояние между стропилами (лучше – в сторону уменьшения шага).

Чтобы не считать размеры стропил, можно воспользоваться таблицей

Обычно укороченные стропила нарезают и скрепляют по 2-3 гвоздя с двух сторон. Этого крепления достаточно в большинстве случаев. Но если вы хотите сделать это «правильно», вам нужно сделать «прорезь» для каждой балки – выемку не более чем на половину толщины балки. Балки нарезаются, устанавливаются в нужное положение, на балке рисуется нужный контур (получается неровная трапеция из-за разных углов соединения). По получившемуся контуру вырезается выемка, в которую вставляется половинка ножки, после чего с двух сторон фиксируется гвоздями. Это сложный узел, и на то, чтобы его завязать, нужно много времени. Но несущая способность такого соединения намного выше. Есть еще один вариант, который в несколько раз проще в исполнении, но мало отличается по надежности.

Способы сборки

Оптимальным способом крепления наручников и полуножек к опорной балке можно считать закрепление на гвозди с дополнительной установкой черепных перекладин (см. Рисунок выше). Для этого используется брус сечением 50 * 50 мм, который прибивают по нижнему краю стропила между закрепленными стропилами. В этом варианте балка становится двутавровой, что значительно увеличивает ее упругость и увеличивает несущую способность.

Как прикрепить нижние концы стропил

Способ крепления нижних концов стропил зависит от типа выбранной стропильной системы вальмовой крыши – с подвесными или слоистыми стропилами, какая схема используется. Система раздвижных балок (обычно применяется для построек, для которых противопоказаны дистанционные нагрузки – дерево, каркас, легкий бетон) реализуется с помощью специальных металлических креплений. Они состоят из двух частей. Один устанавливается на закладную панель, второй – на стропила. Они соединяются между собой подвижным образом с помощью длинной прорези или пластины.

Монтаж на скользящей балке

С таким устройством при изменении нагрузки кровля «поднимается» – стропила перемещаются относительно стен. Осевые нагрузки отсутствуют, вся масса кровли и осадки передаются на стены вертикально вниз. Такое крепление позволяет компенсировать неравномерные нагрузки, возникающие при сложной конструкции крыши (с плечами в форме буквы Г или Т).

Жесткое крепление может производиться несколькими способами: вырезом под мауэрлат / обвязку или с обрезной опорной планкой. Крепление обычно гвоздями, может быть усилено металлическими пластинами и уголками.

Несколько вариантов крепления стропил к мауэрлату

Стыковка с вырезом осуществляется, если у вальмовой крыши есть выход – свесы. Обычно свесы достаточно широкие и, чтобы не покупать длинные балки, их удлиняют, добавляя доски, которые прибивают к низу балок. Это позволяет делать свесы сколь угодно долго, не тратя много материалов.

Полувальмовая датская крыша

Стропильная система датской вальмовой крыши отличается от классической вальмовой крыши. Отличие в конструкции бедра: здесь на определенном расстоянии от конька проложена опорная доска толщиной не менее 5 см, к которой крепятся двойные диагональные балки. Насколько низко опускается опорная панель – ваш выбор. Но чем ниже опускается стол, тем меньше будет угол наклона этого уклона и тем хуже будут осадки. При большой площади полубедра потребуется посчитать нагрузку и подобрать толщину стропил.

С другой стороны, опущенная опорная панель позволяет разместить горизонтальное окно достаточной площади. Это выгодно, если жилое пространство расположено под вальмовой крышей.

Чтобы грузило (планка, соединяющая две противоположные стропильные ноги) не прогибалось от нагрузок, направленных вниз, устанавливается коротышка – кусок такой же планки, который прибивается к стойке, поддерживающей коньковый брус. Такие же упоры делают по краям фрез, хорошо закрепив гвоздями короткие стыки (шаг установки смещается через 5-10 см).

Стропильная система вальмовой крыши: датская полувальма

Таким устройством необходимо усилить места крепления слоистых стропил, так как нагрузка от них передается на крайнюю пару стропильных ног. Используются два метода амплификации:

• Крайние стропила делают двойными.
• Установить подкосы из двойных досок. Нижняя часть скобы упирается в кровать или стойку. Их скрепляют гвоздями, стыки армируют установкой фрагментов досок.

Если домик прямоугольный, а вальма не слишком широкая, то можно установить столбы или сделать наружные балки из двойных балок. В остальном стропильная система полувальмовой вальмовой крыши датского типа собирается так же, как описано выше.

Устройство 4-скатной вальмовой крыши на примере беседки

Для беседки площадью 4,5 * 4,5 метра сделали шатровую крышу, покрытую мягкой черепицей. Угол наклона был выбран «материал пола» с учетом снеговой и ветровой нагрузки – 30 °. Поскольку конструкция небольшая, было решено сделать простую систему (на фото ниже). Расстояние между ножками балки – 2,25 м. При длине балки до 3,5 м потребуется доска 40 * 200 мм. Для обвязки использовалась балка 90 * 140 мм.

Схема стропильной системы вальмовой крыши для беседки

Смонтировали балочную систему на земле, закрепили на опорных столбах, затем установили твердый пол OSB, а затем выложили гибкой плиткой.

Сначала была собрана обвязка, которая будет крепиться к опорным столбам. Далее устанавливаем стропила, которые упираются в центр обвязки. Порядок действий здесь следующий: посередине ставим опору, на вершине которой будут стыковаться стропильные ноги. В этом варианте эта стойка временная, она нам понадобится лишь на время, пока мы не соединим первые четыре балки по центру. В остальных случаях – для больших домов – этот стеллаж можно оставить.

Порядок сборки вальмовой двускатной крыши: собрал обвязку, прикрепил к ней ножки центрального стропила

Берем доску нужного сечения, прислоняем к стойке в том месте, где они будут соединяться (в зависимости от желаемого угла наклона). Сообщаем, как его разрезать (вверху, на перекрестке и где стыкуется с обвязкой). Вырежьте все лишнее, попробуйте еще раз, при необходимости отрегулируйте. Также на этом пустом месте делаем еще три таких же.

Теперь можно смонтировать стропильную систему вальмовой крыши. Больше всего вопросов возникает по поводу стыка стропильных ног посередине. Лучший способ – надежный и не слишком сложный – взять кусок дерева подходящего сечения, сделать из него восьмиугольник – соединить восемь балок балок (четыре угловых и четыре центральных).

Размер краев – по сечению пропила стропильных ног

Закрепив гвоздями все четыре центральных элемента балочной системы, проделываем те же операции с угловыми балками: берем одну, пробуем, вырезаем, делаем три копии по изготовленной модели и монтируем.

Собирается стропильная система 4-скатной вальмовой крыши

По такому же принципу делаем половинки ножек (укороченные стропила). При желании все соединения можно дополнительно армировать металлическими уголками или пластинами, так стропильная система вальмовой крыши будет надежнее и вам не будет страшно даже в самый сильный снегопад.

Испытания прошли успешно

Ставим собранную систему на столбы беседки, фиксируем гвоздями, уголками и фиксируем скосами. После этого можно смонтировать обрешетку (в данном случае – сплошную) и уложить рубероид.

Источник – https://stroychik.ru/krysha/chetyrehskatnaya