Когда вами обустраивается крыша четырехскатная своими руками, она должна иметь не только устойчивость, прочность, огнестойкость и предоставлять надежную защиту от воздействий окружающей среды. Важны также и ее респектабельный внешний вид, индивидуальность и выразительность, иными словами – дизайн кровли.
Крыша подобного типа при ее монтаже требует хороших навыков и опыта работы, потому как ее стропильная система довольно сложная.
О разновидностях четырехскатных кровель
Четырехскатные крыши делятся на несколько основных разновидностей.
Вальмовая конструкция крыши самим видом подчеркивают свои защитные функции. Их образуют две трапециевидные фасадные плоскости- ската и две треугольные торцовые.
Фронтонов подобные кровли не имеют, чердачные окна делаются прямо в их скатах. Треугольные плоскости и называются вальмами.
Так как фронтонов нет, такая кровля экономичней двускатной по затратам стеновых стройматериалов. Однако наклонные ребра на стыке вальм и фронтальных скатов требуют монтажа сложных стропил, а также дополнительной подгонки кровельных материалов.
Иными словами стропильная система вальмовой крыши — одна из сложнейших.
Скаты, имеющие разные уровни наклона, создают вальмовую ломаную крышу.
Мансардная вальмовая кровля имеет ломаные скаты, которые могут быть дополнены над фасадами треугольными небольшими вальмами.
Полувальмовая (датская) кровля имеет фронтон, как у двускатной крыши, который сверху венчает небольшая вальма. Она защищена коньком двускатной кровли от повышенных ветровых нагрузок. Поэтому, чаще всего, подобное устройство крыши четырехскатной используется в регионах, в которых постоянно дуют сильные ветра.
Конструкции шатровой крыши своими руками по сути пирамидальные: их четыре ската треугольной формы вершинами своими сходятся в одном месте. Подобные кровли также не имеют фронтонов и используются для небольших построек, имеющих форму равностороннего многоугольника либо квадрата. Недостаток конструкции – сложность монтажа стропильной системы.
Проектирование и расчеты
Перед началом работ по обустройству кровли, нужно ее спроектировать и осуществить расчет будущей конструкции, а также сделать чертеж четырехскатной крыши.
Уклон скатов подобной кровли может варьироваться от 5º до 60º и зависит от атмосферных нагрузок, предназначения чердака и типа кровельного материала.
Обратите внимание! В районах, где часты сильные ветра, либо климат предполагает малое количество осадков, наклон кровли делается небольшим. При значительных снеговых нагрузках и частых дождях, наклон скатов должен быть существенным — от 45º до 60º.
Угол наклона влияет и на выбор материала для крыши. Если он составляет 5/18º, то рекомендуется рулонное покрытие, асбестоцементные листы, кровельный металл диктуют уклон в 14/60°, если крыша черепичная, он должен быть 30/60°.
Высоту кровельного конька при избранном вами уклоне скатов можно рассчитать по тригонометрическому выражению для прямоугольных треугольников.
Начинают составлять проекты домов с четырехскатной крышей с расчета стропил. Сечение их определяется, в зависимости от совокупности ожидаемых нагрузок (веса стропильной конструкции, пирога кровли, ветровых и снеговых нагрузок), а также степени уклона крыши.
При этом запас прочности стропил должен составлять не меньше 1.4. Расчеты определяют и шаг меж стропилами, помогают проверить их несущую способность.
В ходе проектирования решается, какие использовать стропила четырехскатной крыши — наслонные или висячие. Выясняется, есть ли нужда в дополнительных элементах: раскосах, дающих возможность уменьшить нагрузки на стропила, либо затяжках, препятствующих расшатыванию конструкции.
Если выясняется, что стандартные размеры пиломатериалов не подходят для вашей будущей кровли, то ее проект определяет меры по их изменению. Например, можно нарастить длину стропил, или сдвоить балки и тем самым их усилить. Существует возможность применения клееных (наборных) стропильных ног – они и мощнее и длиннее обычных.
Нагрузки на стропильную систему
На стропила воздействуют как постоянные, так и временные нагрузки. Первые из них – это масса кровли, контр-обрешетки, обрешетки, стропил и прогонов. Вторые – ветер, снег, и полезные нагрузки.
Расчетный параметр снеговых нагрузок для Средней полосы РФ по СНиП 2.01.07-85 – это 180кг/м² (горизонтальная проекция крыши). Накопившийся снеговой мешок в состоянии увеличить эту величину до 400/450кг/м².
Если наклон крыши превышает 60°, то снеговая нагрузка при расчетах не учитывается.
Расчетная величина ветровых нагрузок для той же Средней полосы России — 35кг/м². Когда проектируется имеющая уклон менее 30º четырехскатная крыша — чертеж ее поправку на ветер не учитывает.
Параметры описанных нагрузок могут корректироваться за счет поправочных коэффициентов, принимая во внимание местные условия климата. Общая масса крыши вычисляется, исходя из используемых материалов и площади сооружения.
Полезная нагрузка на систему стропил вводится в расчеты, если к фермам подвешиваются потолки, устанавливаются водогрейные баки, вентиляционные камеры и пр.
Обратите внимание! При проектировании стропильной системы производятся два расчета. Первый из них — на ее прочность. Он должен гарантировать, что стропила не сломаются. Второй выясняет степень их деформации при избираемых параметрах. Например, для мансардных кровель прогиб стропил не должен быть больше 1/250 от их длины.
Сейчас в качестве стропил большинство застройщиков используют либо прямоугольный брус, который имеет сечение, соответствующее рассчитанным нагрузкам либо доски с сечением в 5×15, 5×20см, по мере необходимости сплачивая их.
В основном применяются пиломатериалы из хвойных пород – ели, сосны, лиственница, не имеющие пороков, с показателями влажности не больше 18/22%.
Чтобы повысить жесткость и неизменность геометрии стропильной системы, когда делается многоскатная крыша, на отдельных ее участках вводятся стальные элементы.
Например — как опоры под самые нагруженные прогоны конька. Пролеты меж частями из металла заполняются деревянными элементами. Такие комбинированные конструкции не только более прочны, чем полностью деревянные, но и дают возможность стропилам функционировать по безраспорно-наслонной технологии.
Монтаж стропильной системы
Стропильная система четырехскатных крыш состоит из стропил, опорных брусков, раскосов, и прочих элементов, нужных для придания жесткости конструкции.
Стропила должны иметь сечение от 5×15см, это придаст надежность собираемой конструкции. Приобретая пиломатериал для стропил, не берите мокрый, крученый и имеющий серьезные пороки.
Монтаж кровли производится снизу вверх. Сначала укладываются опорные балки (мауэрлат), на которых будут устанавливаться стропила.
Таким образом, вы получите нижний каркас. Обязательно проверяйте правильность установки балок строительным уровнем. Нижний каркас должен выходить за плоскость стен здания на 40/50см.
Если здание имеет деревянные стены, то надобность в опорных балках отпадает, потому, как роль мауэрлата будет играть верхний из венцов сруба (брус или бревно).
Затем из каждого угла ставятся основные каркасные стропильные ноги, их называют накосными или диагональными. Верхние стороны стропильных ног, если возникает необходимость, можно поддержать системой раскосов и стоек.
Их задача, когда сооружаются многоскатные крыши — разгрузить стропила, перераспределив нагрузки на внутренние стены либо опорные столбы, а кроме этого — придать конструкции жесткость.
В местах, где нет несущих стен, пятки стропил можно опереть на продольные балки, называемые боковыми прогонами, длина их ограничена воздействующей на них нагрузкой.
Помимо этого монтируется балка и по центру, она ставится на трех подпорках: посередине и с двух сторон.
Именно высота накосных стропил, а также горизонтальная верхняя балка (коньковый прогон) и определяют параметры высоты и степень наклона кровли.
Вслед за тем, как будут установлены направляющие стропила, можете приступать к выстраиванию основного каркаса. Наклонные стропила, называемые нарожными, закрепляются к опорным балкам и к коньковому прогону.
Устанавливайте их с шагом в 40/50см, больше не желательно, потому как промежутки будут слишком велики и стропильная система может однажды не выдержать нагрузок от выпавших в зимний период осадков.
Когда делается четырехскатная крыша то, следует примерно в одном метре от верхней стропильной балки скрепить меж собой наклонные стропила.
Можно сделать это при помощи досок, сечением не менее 4×12см. Эта операция необходима для придания конструкции дополнительной жесткости, чтобы кровля спокойно выдерживала ветровые нагрузки и не создавались нежелательные вибрации.
Подбирать нарожные стропила по длине не обязательно, они все равно будут обрезаться, главное, чтоб они не оказались короче.
Когда вами будет делаться четырехскатная крыша своими руками, не экономьте гвозди, помните, что конструкция постоянно подвергается тем или иным нагрузкам, поэтому должна быть предельно надежной.
Когда каркас будет собран, можете приступать к сооружению пирога кровли.