Устройство стропильной системы четырехскатной крыши – варианты монтажа и правила возведения

Процесс строительства

Чтобы своими руками построить трехскатную крышу, нужно закупить необходимые пиломатериалы, кровельный материал, гидроизоляционную пленку, крепеж, утеплитель и пароизоляционную мембрану. Все деревянные элементы обрабатывают антисептическими составами и антипиренами, чтобы снизить риск возгорания и повреждения древесины. Монтаж осуществляет согласно следующему плану:

Устанавливают мауэрлат. Если дом выстроен из газосиликата или кирпича, то по верхнему краю стен, на которые будут опираться скаты создают армированный бетонный пояс, стяжку, в который вмуровывают металлические шпильки для крепления мауэрлата. В деревянном доме опорный брус крепят на анкерные болты, а в некоторых случаях его роль играют верхние венцы сруба. Между стеной и мауэрлатом обязательно прокладывают гидроизоляционный слой, к примеру, рубероид, сложенный в два раза. Шпильки крепления располагают между местами врезки стропильных ног. Подобно мауэрлату закрепляют и лежень.

Устанавливают подконьковые стойки

Самое важное в этом деле обеспечить их перпендикулярность лежню. Поэтому, пока они не стянуты коньковым брусом, их укрепляют временными подкосами. А во время установки несколько раз проверяют угол по строительному уровню

На верхние части стоек монтируют коньковый прогон на металлические уголки или гвозди.
Настилают рядовые стропильные ноги. Сначала изготавливают выкройку стропила, отмечают на ней выпи под мауэрлат, а затем по выкройке напиливают все остальные. Закрепляют первую и последнюю стропильную пару, натягивают между ними нить, по которой выравнивают и устанавливают остальные ноги. Если длина стропил больше 4,5 м, то их подпирают подкосами, отходящими от стойки под углом 45 градусов. Шаг меду рядовыми стропилами определяет расчет нагрузки

А во время установки несколько раз проверяют угол по строительному уровню. На верхние части стоек монтируют коньковый прогон на металлические уголки или гвозди.
Настилают рядовые стропильные ноги. Сначала изготавливают выкройку стропила, отмечают на ней выпи под мауэрлат, а затем по выкройке напиливают все остальные. Закрепляют первую и последнюю стропильную пару, натягивают между ними нить, по которой выравнивают и устанавливают остальные ноги. Если длина стропил больше 4,5 м, то их подпирают подкосами, отходящими от стойки под углом 45 градусов. Шаг меду рядовыми стропилами определяет расчет нагрузки.

Устанавливают диагональные стропила. Это самый сложный момент сборки трехскатной крыши. Верхняя часть диагональных стропил соединяется с коньком, а нижние крепятся к концам фронтонного мауэрлата. Между ними настилают рядные стропила, формирующие вальму. Обычно достаточно 3 ноги с шагом 60-90 см, однако если планируется врезка окна, то для его поддержки вводят дополнительное стропило.
К диагональным стропильным ногам прикрепляют нарожные стропила с помощью гвоздей или уголков из металла. На нижней части нарожника делают запил для крепления к мауэрлату.

Прибивают кобылки, скрепляют их карнизной доской, устанавливают ветровые доски, крепления под желоб водостока. Обшивают карнизы декоративным материалом.

Монтаж четырёхскатной крыши

Сборку стропильной системы необходимо выполнять в строго определённом порядке. Это необходимо для того, чтобы правильно установить и закрепить все конструктивные элементы кровли.

1. Для перераспределения нагрузки, которую оказывают на стены кровельная конструкция, ветер и осадки, на внешние стены укладывают мауэрлат. В индивидуальном строительстве для этих целей применяют брус сечением не менее 100х150 мм. Для крепления продольных балок конструкции используют анкерные шпильки. Их необходимо закладывать в верхние ряды кладки ещё на этапе возведения стен. Гидроизоляцию мауэрлата выполняют при помощи двух слоёв рубероида, который укладывают поверх несущих стен.

2. При необходимости установки вертикальных опор, на несущие простенки укладывают лежни. Для горизонтального выравнивания элементов стропильной системы используют деревянные подкладки. В дальнейшем это значительно упростит установку стоек и прогонов. Если капитальные перегородки планом здания не предусмотрены, то вертикальные опоры монтируют на балках перекрытий. Для этого их усиливают, сращивая две доски 50х200 мм или используя один брус 100х200 мм.

3. Выставляют опорные стойки. Для их выравнивания пользуются отвесом или лазерным уровнем, после чего устанавливают временные подпорки. Для крепления вертикальной опоры к лежню или горизонтальной балке используют металлические уголки и пластины.

4. Поверх стоек укладывают прогоны. Традиционная вальмовая кровля нуждается в монтаже одного прогона, который, собственно, и образует конёк. Шатровые конструкции нуждаются в монтаже четырёх прогонов. Как и при монтаже стоек, крепление выполняют при помощи металлических уголков и саморезов.

5. Подготовка стропил. Боковые стропильные ноги простых четырёхскатных крыш монтируют точно так же, как и наслонные на двускатной кровле. Сначала следует сделать шаблон. Для этого со стороны крайней опоры к коньку прикладывают доску такой же ширины, как и стропила. Её толщина не должна превышать 25 мм — шаблон должен быть лёгким. На этой доске отмечают запил, необходимый для надёжной опоры и точного прилегания стропильной ноги к коньковому брусу, а также вырез, соответствующий месту стыкования с мауэрлатом. Отмеченные места выпиливают и далее используют для быстрой подготовки стропильных ног.

6. Прикладывая изготовленный образец к прогонному брусу, необходимо проверить, нужна ли точная подгонка стропила. При наличии зазоров, запилы в стропиле выполняют с учётом поправок. После того, как все опорные ноги будут готовы, их выставляют с шагом 50–150 см и прикрепляют к мауэрлату и коньку. Для монтажа лучше всего подходят скобы, но можно брать и мощные металлические уголки.

7. Как уже говорилось, диагональные стропила изготавливают из срощенных досок или бруса увеличенного сечения. Для их монтажа также понадобится шаблон, который подготавливают в полном соответствии с описанным выше способом. Поскольку накосные стропила одной стороной примыкают к углу мауэрлата, а другой опираются на стойки, запил выполняется под углом 45° к плоскости.

8. В промежутках между накосными стропилами крепят нарожники. Их шаг соответствует расстоянию между стропилами, а точками опор выступают диагональные ноги и мауэрлат. Нагрузку, которую испытывают нарожники, не сравнить с тем весом, который приходится на стропила, поэтому первые можно сооружать из досок толщиной 30–50 мм. Для ускорения монтажа понадобится шаблон с запилами со стороны диагонального стропила и мауэрлата, но вырезы на половине нарожников необходимо сделать в зеркальном отображении.

9. Если есть необходимость, то к стропилам и нарожникам крепят кобылки. Концы стропильных элементов обрезают по шнуру.

10. Укрепляют накосные и боковые стропила. В первом случае используют вертикальные шпренгели, а во втором — установленные под углом 45° подкосы. Их опирают на лежни или балки.

11. После того как стропильная система будет собрана, поверх неё устанавливают кровельный пирог.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

• В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
• Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

• Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
• Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
• Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

• Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
• Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

1. Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
2. Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
3. Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
4. Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
5. Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.

Виды стропильных систем

При строительстве четырехскатной стропильной системы особенное внимание должно уделяться достаточно мощному основанию начиная с фундамента и заканчивая несущими стенами объекта. Данная конструкция возводится на мощных опорных сооружениях, которые должны соответствовать строительным нормам

Существует несколько видов четырехскатных стропильных систем, отличаются они в первую очередь конструкцией самих стропил, а отсюда, формой и этапами монтажа. Виды четырехскатных стропильных систем:

• Шатровые — это четыре треугольных ската, сходящиеся вверху в одной точке, отсутствие конькового прогона;
• Вальмовые, классические конструкции — состоит из двух скатов треугольной формы и двух условно напоминающих трапецию, имеют конек, в отличие от шатровой;
• Полувальмовые — состоят из четырех скатов, но торцевые скаты (вальмы) не доходят до карниза.

Шатровые крыши

Шатровая крыша бывает не только четырехскатной, она может иметь несколько необычную форму со множеством скатов и соответственно углов. Такой «шатер» органично смотрится на круглом строении, так как сам является симметрично круглым. Мы же будем рассматривать шатровую крышу с четырьмя скатами, каждый из которых имеет форму равнобедренного треугольника.

На шатровой кровле, при правильно выполненном уклоне, снеговые сугробы не задерживаются, что не создает дополнительной нагрузки. Также при качественно выполненном «скелете», такая система устойчива к ветровым нагрузкам.

Данную конструкцию не рекомендуют возводить на объектах с большой площадью, так как устройство может получиться непрочным. Такую кровельную систему возводят, если соблюдены следующие условия:

• покрываемый объект должен иметь квадратную форму;
• внутри объекта обязательное наличие несущей опоры либо стены.

Последний пункт подразумевает собой наличие в конструкции стойки, которая будет опираться на опору, а сверху будет поддерживать место соединения стропил.

Вальмовые

Вальмовыми называют торцовые скаты. Они проходят от конька до карниза. Другие скаты имеют трапецеидальную форму. Вальмовая конструкция предполагает угол уклона менее 40 градусов, а также присутствие диагональных усиленных стропил, которые крепятся к углам постройки.

Диагональные (накосные) стропила исполняют роль основных поддерживающих элементов, поэтому изготавливаются из крепкого бруса или сдвоенной доски.

Монтировать стропильную систему достаточно не просто. Прежде чем приступать к монтажу следует тщательно произвести расчет

Уделить внимание следует соотношению двухскатного и вальмового элементов. Это определит, насколько качественным будет сооружение

Устройство системы начинают с мауэрлата, с обязательной укладкой под него двухслойной гидроизоляции.

Полувальмовые — ломаные

Также этот тип конструкции относят и к двухскатной ломаной конструкции. Полувальмовые крыши очень удобны для строительства большой мансарды, является самым популярным вариантом для загородного строительства, поскольку полезное пространство умножается почти на два раза.

Полувальмовая четырехскатная кровля

При устройстве данной системы в первую очередь возводят каркас, который будет играть роль опорной базы для прогонов, поддерживающих стропильные ноги. Рекомендуется разбить строительство «скелета» на три этапа:

1. Создать п-образные элементы, состоящие из стоек и мансардных балок перекрытия.
2. Монтаж трех прогонов, два из которых крепятся к углам п-образных элементов, а один выступает в роли конькового прогона и укладывается по центру мансардных балок на две стойки.
3. Завершающая часть — монтируются стропильные ноги.

Составляющие стропильной конструкции:

• Мауэрлат – основание всей системы;
• Прогон – рекомендуется применять не менее трех прогонов;
• Кобы́лка — удлиняет стропильную ногу – элемент для свеса и обрешетки;
• Наро́жник — укороченная стропильная нога;
• Затяжки – используются для крепления элементов системы;
• Обрешетка – монтируется после устройства и укрепления всей системы;
• стропила рядовые – крепятся от мауэрлата к коньковому прогону;
• стропила диагональные (накосные) – монтируются от углов мауэрлата.

Как изготовить самостоятельно?

Так как для кровельных работ не требуется особой техники, они вполне могут быть выполнены самостоятельно.

Работы по возведению кровли можно разделить на три этапа, а именно:

• проектирование;
• возведение стропильной системы;
• кровельные работы.

На этапе проектирования определяют форму крыши и крутизну скатов.

Решающими факторами будут следующие:

• климатические условия: много снега и дождя – скат крутой, сильные ветра – наоборот, пологий;
• вид кровельного материала. Например, при использовании черепицы угол наклона должен быть не менее 22 градусов, потому что иначе дождевая вода будет просачиваться сквозь стыки.

Стропильная система является важнейшей частью крыши и представляет собой систему наклонных реек, называемых стропильными ногами, вертикально расположенных стоек и наклонных подкосов. Стропила обеспечивают устойчивость крыши, придают надежность кровле, перераспределяют нагрузку на все здание. Расположение элементов стропильной системы напрямую связано с формой крыши. У двускатной крыши будет одна стропильная система, у вальмовой – другая.

После того как стропильная конструкция готова, приступают к монтированию кровельного пирога, который является многослойной конструкцией, расположенной непосредственно под кровельным материалом. Кровельный пирог служит для защиты крыши от проникновения влаги, тепловых потерь, не дает образовываться конденсату.

Он состоит из следующих элементов:

• пароизоляция;
• слой утеплителя;
• гидроизоляция;
• контробрешетка;
• вентилируемое пространство;
• обрешетка;
• кровельный материал.

Чтобы правильно смонтировать кровельный пирог следует выполнить определенный алгоритм действий.

• Со стороны чердака степлером к стропилам прикрепляют пароизолирующую мембранную пленку, располагая ее отводящей стороной внутрь чердака. Швы между полотнищами пленки проклеивают скотчем. Это первый слой «пирога».
• Сверху укладывают второй слой – это утеплитель, который лучше выбирать по критерию «в огне – не горит».
• Третий слой – это гидроизолирующая пленка, которой сверху укрывают утеплитель. Ее фиксируют степлером, швы проклеивают скотчем.
• На следующем шаге к стропилам прибивают контробрешетку. Контробрешетка или контрбрус – это брус, обеспечивающий вентилирование крыши. Благодаря контробрешетке между слоем утеплителя и обрешеткой образуется свободное пространство, позволяющее воздуху свободно циркулировать.

• К контрбрусу прибивают обрешетку, то есть доски, к которым будет крепиться кровля. При этом учитывается материал кровли: для гибкой черепицы необходим сплошной настил, для шифера – разреженный.
• Укладывают и закрепляют покрытие, пользуясь инструкцией от производителя.
• Устанавливают вспомогательные кровельные конструкции: снегозадержатели, водостоки.

О том, как осуществить монтаж кровли, смотрите в следующем видео.

Ломаная или мансардная система

Данный тип кровли обеспечивает максимально просторное жилое помещение за счет излома обоих скатов крыши и формирования двух его плоскостей – боковой и верхней. При этом верхние части выполняются функцию крыши, а боковые дополнительно становятся стенами для мансардного помещения.

Каждая стропильная ферма в данном случае формируется из 4 наслонных стропил, два участвуют в формировании верхней части, два – нижней.

Угол наклона обоих плоскостей ската может быть выбран индивидуально, классическим считается соединение на коньке под углом 120° и нижнего и верхнего этажей под 125-130°.

Особенности монтажа

В интернете циркулируют суждения о том, что монтаж вальмовой крыши очень сложен и трудоемок. В этом есть доля истины, но, по своей сути, сборка этой конструкции мало чем отличается от строительства обычной двускатной кровли.

Тем не менее, новичкам мы не советуем начинать первый опыт с кровли жилого дома. Лучше попробовать свои силы, построив вальмовую крышу на беседке или на небольшой бане.

Вальмовая крыша для беседки – бесценный опыт сборки

Процесс устройства стропильной системы вальмовой крыши включает несколько этапов:

1. По периметру стен укладывается мауэрлат. В данном случае его ставят на стальные шпильки с резьбой, заделанные в кладке, и затягивают гайками. На участках стыковки (на углах дома и в местах сращивания) на мауэрлате выбирают посадочные плоскости, срезая половину балки.

2. Дальнейшая последовательность работ зависит от ширины перекрываемого пролета (площади крыши). Этот момент нужно учесть на этапе составления чертежа или схемы крыши.

Без стоек, поддерживающих коньковый брус можно обойтись в том случае, если ширина здания (пролет) меньше 7,5 метров. При ширине дома от 6 до 7,5 метров висячие стропила в верхней части нужно связать ригелем (балкой сечением 50х100 мм).

Если ширина строения невелика (до 6 метров), то для обеспечения жесткости стропильной системы будет достаточно нижних затяжек (балок перекрытия).

Уложив мауэрлат, на торцевых стенах отмечают центральную ось. По ней выставляют две крайние стойки и крепят их временными подкосами к балкам перекрытия. Если здание перекрыто панелями, то по ним укладывают центральную балку (сечение такое же, как у мауэрлата). На ней фиксируют нижние концы крайних стоек.

Начальный этап монтажа – установка вертикальных стоек под конек

Промежуточные стойки расставляют с шагом 1-2 метра. Если дом перекрыт балками, то стойки можно монтировать на них, фиксируя скобами или саморезами.

3. На стойки укладывают коньковый брус, отмечают на мауэрлате места установки стропильных ног и монтируют их. Для крепления стропил к мауэрлату используют врубку (делают вырез на стропильной ноге для более плотного контакта).

Врубка стропильной ноги в мауэрлат повышает надежность стыка

4. Вальмовые (накосные, диагональные) стропила нижним концом фиксируют к мауэрлату, а другим — к месту стыковки конькового бруса и крайних рядовых стропил.

После этого к ним крепят короткие стропильные ноги (нарожники).

Тот, кто хочет сделать вальмовую крышу своими руками, должен помнить, что главное внимание здесь уделяется качеству сборки узлов. Очень ответственно нужно подойти к установке конькового бруса, стыковке диагональных стропил с коньком и с нарожниками

Стык нарожника с вальмовым стропилом

На больших крышах стандартной длины бруса (6 метров) не хватает для изготовления цельного диагонального стропила. Поэтому его собирают из двух частей, надежно фиксируя их между собой.

Свесы вальмовой кровли делают, набивая на стропильные ноги обрезки бруса или толстой доски (кобылки), выходящие за периметр стен на 50-100 см.

Закончив монтаж стропильной системы, к ней прибивают обрешетку и настилают кровельный материал.

Видео по теме:

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

Стропила основных скатов

Расчет четырехскатной крыши выполнить самостоятельно довольно сложно. По той причине, что от этого будет зависеть безопасность эксплуатации системы, предпочтительнее доверить проведения данных работ специалистам

А вот строительство самой крыши можно произвести самостоятельно Важно помнить о том, что монтаж начинается с установки стропильных рам. Для этого можно использовать висячие или наслонные стропила, однако последние считаются более предпочтительными

Это обусловлено тем, что на коньковую часть передается основная нагрузка от ската. Визуально крыша будет смотреться эстетичнее, если углы наклона, что касается и основных скатов, будут одинаковыми. По этой причине первая стропильная пара должна располагаться на определенном расстоянии от угла мауэрлата. Рассчитать данное расстояние можно просто: для этого определяется размер вальмовой стороны, от угла до угла обвязки. Затем полученная цифра должна быть разделена на 2, а имеющуюся величину необходимо отложить от угла по большей стороне. Отмеченная точка и будет местом монтажа первой стропильной рамы. В этом случае удастся добиться желаемого, таким образом, скат получится с одинаковыми углами.