Стропильная система четырехскатной крыши
Четырехскатные кровли бывают двух видов: шатровые и вальмовые. Система стропил дома представляет собой сложную конструкцию, для которой необходима тщательная проработка всех составляющих ее элементов. Для увеличения жесткости каркаса необходимо соединять отдельные стропила в общую конструкцию, а каркас нужно надежно крепить к конструктиву здания.
Конструкция, состоящая из 4-х частей, вальмовая кровля содержит 2 элемента треугольной формы и 2 – трапециевидной. По существу, эта крыша изготовлена из 2-х частей: двухскатной крыши, частично перекрывающей по длине дом, и вальмов – треугольных откосов. Экономичность данного вида крыши заключается в отсутствии фронтонов. Модификации этих крыш: датские и полувальмовые кровли.
В отличие от вышеописанной вальмовой, в шатровых кровлях есть треугольные откосы, в одной точке связанные вершинами. При их устройстве необходимо устроить особую стропильную конструкцию. При большом угле уклона ската кровли их называют шпилеобразными.
Положительные свойства вальмовой кровли:
- Правильно спроектированная и изготовленная вальмовая кровля благодаря тому, что в ней нет щипцов или фронтонов, обладает минимальным сопротивлением потокам воздуха. В результате она прекрасно сопротивляется сильным ветрам и на участках карнизных свесов почти не подвержена разрушению.
- Благодаря присутствию в конструкции соединяющихся на коньке угловых ребер, она не подвергается деформациям, так как обладает высокой жесткостью.
- Такой вид кровли дает возможность изготовить со всех сторон дома большие свесы, таким образом защищая все стены от осадков.
- Вальмовая кровля визуально уменьшает высоту здания, это может помочь, если дом необходимо совместить с уже построенным одноэтажным зданием, не изменяя характера застройки и сохранив равновесие ансамбля.
- Эта кровля внешне прекрасно выглядит.
Элементы конструкции вальмовой кровли
Состоит из: накосных стропил установленных к углам стен в наклонном положении; стропил небольшой длины (нарожников); подкосов и стоек; прогонов и лежней; шпренгелей; ригелей; мауэрлата, используемого в качестве опоры для накосных стропил.
Разновидности стропил и кровель
Для четырехскатной кровли устанавливают систему стропил по висячей и наслонной технологии, в зависимости от используемого способа крепления.
Висячую конструкцию создать сложнее, и для ее ремонта необходимо больше трудозатрат. Проще сделать наслонную стропильную конструкцию. Обычно ее применяют, если у здания есть промежуточные опорные столбы или несущая стена посредине. Опора дает возможность сделать длину пролета, перекрываемого наслонными стропилами, больше. Нередко эту систему используют при возведении четырехскатных крыш с небольшим уклоном.
Вальмовые кровельные конструкции
Угол уклона скатов у такой кровли не должен превышать 40 градусов, в конструкции используются накосные стропила, установленные в направлении углов здания.
Элементы кровли такого вида называют диагональными. Именно они воспринимают основную нагрузку, приходящуюся на кровлю, по этой причине их делают из двойной доски или качественного бруса.
При изготовлении таких прогонов сложность представляет их длина. Чтобы ее увеличить, используют способ, применяемый при изготовлении сборных стропил, соединяемых из двух частей. Места соединений подпираются стойкой, повышающей надежность соединения. Кроме того, для вальмовых крыш необходимо устанавливать дополнительные стропила длиной короче основных. Их используют на треугольных скатах, устроенных вместо фронтонов обычной кровли.
Если длина стропил превышает 7 м, то под них желательно подвести усиливающую стойку. Если используется ж/б перекрытие, то допустимо устанавливать стойку непосредственно на него, но здесь необходимо помнить об устройстве гидроизоляционной прослойки.
Шатровые кровли
Конструктивно стропила шатровых скатных кровель немного отличаются. Разница состоит в том, что в этом случае не применяются вальмы, так как скаты крыши одинаковы по форме и по площади. Конек тоже тут не используется, по этой причине работы могут быть сложнее, чем при постройке вальмовой кровли. Нежелательно использовать четырехскатные крыши больших построек, ведь надежность такой кровли меньше.
Используют такие конструкции при соблюдении двух условий:
- Дом должен быть квадратной формы.
- В центре постройки существует опора или несущая стена, способная выдержать стойку.
Ломаные кровли
Ломаная кровля двускатной крыши фактически имеет четыре, а не два ската. Чаще всего их используют для увеличения мансардного помещения. Такой способ хорошо подходит для дома в частном секторе, благодаря тому, что при одинаковой площади здания жилая площадь увеличивается почти в 2 раза.
Устраивая ломаные кровли, зачастую заранее создают каркас, служащий в качестве опоры для прогонов и поддерживающий ноги стропил.
В общем случае строительство такой крыши может быть разбито на 3 этапа:
- Сначала устанавливают элементы П-образного вида из балок и стоек перекрытий мансарды.
- После этого устанавливают прогоны из качественного бруса. Ноги стропил скатных кровель этого вида требуют использования минимум 3-х таких элементов. Из них два размещают на углах П-образных элементов, а коньковый прогон устанавливают на особые стойки, находящиеся в середине балок перекрытия мансарды. Так создается прочная конструкция, способная выдержать, кроме массы стропильных ног, вес выпавшего снега и сильную нагрузку от порывов ветра.
- Последний этап – установка ног стропил, которые необходимо размещать по предварительно подготовленному шаблону.
Самостоятельный монтаж
Особенности монтажа вальмовой крыши
Принимая в расчет то, что основой конструкции стропильной системы выступают накосные стропила, сборка кровли должна производиться с учетом следующих моментов:
- Накосные стропила собирают из усиленного (сдвоенного) материала.
- Соединять отдельные части стропил лучше на участках, испытывающих максимальные нагрузки, и подпирать их вертикальными стойками или подкосами.
- Чтобы предотвратить ошибку в расчете размера стропил, собирают их с небольшим запасом.
- Лучше усилить конструкцию дополнительными металлическими элементами или с помощью скруток из толстой проволоки.
Размер диагональных стропил обычно больше, чем размер стандартных досок и бруса. Чтобы получить необходимую длину, исходный материал сращивают, а под местами соединений устанавливают подпорки.
Монтаж стропильной системы
В первую очередь производится крепление мауэрлата к стенам здания, и сразу выполняются разметочные работы. Далее с помощью ватерпаса и отвеса крепят коньковый брус. Здесь необходимо максимально точно выдержать его расположение в плоскостях и высоту: от этого непосредственно зависит правильная сборка стропильной конструкции.
Опорные стойки монтируют на укосинах под коньковым брусом. После этого производят установку ног накосных стропил. Это начало создания плоскостей кровли дома. Тут же выполняют разметку размера свеса.
После этого создаются и крепятся боковые скаты кровли. Размещают на предназначенные для них места промежуточные стропила и крепят нарожники. Обращаем внимание, что они устанавливаются параллельно и строго в одной плоскости с боковыми скатами. После этого монтируют обрешетку крыши.
Кровля дома сможет отслужить длительный срок, только если в расчетах приняли во внимание всевозможные нагрузки. Необходимо сложить вес снега, обрешетки, воздействие ветра, массу кровельного покрытия, гидроизоляции и утеплителя.
Виды нагрузки и ее расчет
От снега
Для кровли дома опасно скапливание большого слоя снега, и если уклон небольшой, то на ней может собраться целый сугроб. Для компенсации веса массы снега возле элементов, выступающих над крышей, устраивают сплошную обрешетку и усиливают слой гидроизоляции. Кроме того, снеговой мешок при нормальном уклоне постепенно станет сползать по скату кровли и постепенно достигнет карнизного свеса. При большом размере карниза возможно его повреждение и даже разрушение.
От воздействия ветра
При ветровой нагрузке проблема состоит в надежной фиксации кровли: если крепление недостаточно прочно, то ветер просто ее сорвет. С увеличением уклона кровли и ее высоты усиливается ветровая нагрузка, но есть отличия в подъемной силе и давлении ветра. Ветер создает давление на кровлю при большом ее уклоне, а при уменьшении уклона скатов появляется мощная подъемная сила, способная при мощных порывах ветра снести вашу крышу.
Для противодействия воздействия ветра необходимо прочно закрепить все элементы кровли. К примеру, штырями из металла, забетонированными в стены, к которым будут крепиться стропильные ноги
Масса финишного покрытия воздействует на кровлю не меньше, чем остальные факторы. Если уложено кровельное покрытие с большой массой, то учитывайте, что оно воздействует на конструкцию постоянно. Необходимо помнить, что с увеличением площади покрытия необходимо увеличивать угол уклона кровли.
Во время расчетов не следует забывать и про теплоизоляционный материал, у которого может быть значительная масса. Если планируется построить и оборудовать мансардное помещение, необходимо включить в расчеты и вес материала, используемого для внутренней отделки.
Журнал «Кровельные и изоляционные материалы» № 01 (79)
