Система стропил для четырехскатной крыши

Завершающий конструкционный элемент здания должен не только надежно защитить от осадков, сохранить тепло, но и подчеркнуть архитектурные достоинства. Форма классифицируется по: углу наклона (плоские, скатные); наличию сводов, куполов; числу наружных и внутренних ребер; количеству плоскостей (скатов). Чем сложнее система, тем вероятнее, что для выполнения работ придется нанять строительную бригаду. Необходимо подобрать не самый простой вариант, но интересный с точки зрения дизайна. Четырехскатная крыша – идеальное решение.

Строительство своими руками стропил для четырехскатной или вальмовой кровли

Оглавление:

  1. Разновидности конструкций
  2. Руководство по выбору и расчету
  3. Установка прогонов
  4. Монтаж стропил своими силами
  5. Список возможных ошибок

Виды

Типы исполнения:

  • Вальмовая – состоит из двух треугольных скатов, упирающихся вершинами в окончания конька. Две другие плоскости – трапеции.
  • Полувальмовая – отличается от первого исполнения тем, что часть наклонной поверхности занимает фронтон. Кровля по одной или двум плоскостям имеет укороченный вид. Испытывает меньшие ветровые и снеговые нагрузки. Еще один плюс – возможность установки на мансарде полноценных окон или балконов в области фронтонов.
  • Шатровая – треугольные скаты сходятся в одной точке. Применение такого решение целесообразно для дома с одинаковыми размерами внешних стен.

Особенности четырехскатных крыш:

  • Более равномерное распределение нагрузки на фундамент, по всему периметру.
  • Сокращение объема чердачного пространства – уменьшение расхода тепла на обогрев, сложность организации мансардного помещения.
  • Хорошее противостояние ветровым и снеговым нагрузкам.
  • Более высокая жесткость конструкции за счет увеличения числа внешних ребер.

Конек, вальма и скат

Нюансы четырехскатной крыши:

  1. В окончаниях конькового бруса сходятся центральные промежуточные и диагональные стропила. Организация узла довольно сложная.
  2. К угловым крепятся нарожные стропила.
  3. Необходимо выдерживать угол наклона элементов для создания плоскости под установку кровли.
  4. Уклон углового стропила всегда меньше, чем у центральных и промежуточных. Это самый длинный элемент.
  5. Опорой служат мауэрлат и коньковый прогон.

Схема крыши

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

Возведение дома начинают с оформления проекта. Самостоятельная разработка чертежа невозможна без:

  • изучения технологии строительства;
  • расчета ферм.

Факторы, влияющие на выбор:

  • угол наклона скатов;
  • материал вальмовой кровли;
  • вес «кровельного пирога»;
  • ветровые и снеговые нагрузки;
  • сейсмическая опасность;
  • габаритные размеры коробки дома, наличие внутренних несущих перегородок, колонн;
  • планирование организации мансардного помещения.

Уклон скатов определятся не только из эстетических соображений. Важно найти золотую середину между положительным визуальным восприятием и сохранением надежности, функциональности конструкции. Величина угла тесно взаимосвязана практически со всеми вышеуказанными факторами:

  • Применение всех видов кровельных материалов ограничено диапазоном этого параметра.
  • Чем меньше угол наклона, тем незначительнее воздействие ветровой нагрузки.
  • Увеличение до 45-60° гарантирует самостоятельный сход осадков. Воздействие снежного покрова минимизируется.
  • Уменьшая угол наклона, получаем снижение площади и веса всей системы. Падает расход тепловой энергии для прогрева чердачного пространства.
  • Организация мансардного этажа маловероятна при малой величине наклона.

Виды стропильных ферм

1. Наслонная – конструкция вальмовой крыши выполняется с опорой на:

  • внешние стены (мауэрлат);
  • прогон (коньковый);
  • на внутренние несущие перегородки, колонны внутри дома через лежень.

Распределение нагрузки происходит за счет установки дополнительных стоек под коньковый брус. Лежень разделяет давление по всей поверхности внутренней перегородки (колонны).

Что такое лежень

2. Висячая – применяется для строений с максимальным размером фундамента до 6 ~7 метров. Стропилы опираются на стены. Распределение нагрузки с помощью стоек, затяжки, ригеля, подкосов. Для вальмовых крыш такой вид редко используется.

Висячая конструкция

Инструкция по расчету стропильной системы

Выполнение чертежа четырехскатной крыши невозможно без совершения математических расчетов.

1. Размер прогона – определяется исходя из габаритов дома. Стандартное решение: длина за минусом ширины. Середина конькового бруса расположена четко над пересечением диагоналей основания. Линия прогона параллельна фронтальным стенам.

2. Высота конька: Н = b х tgα. b – половина длины торцевых стен дома, α – уклон скатов. Числовое значение тангенса определяется по таблице Брадиса.

H конька

3. Размер центральных и промежуточных стропил ската: Lцтр.стр.ската = √( Н² + b²).

Длина стропил

4. Длина центральной стропильной ноги вальмы: Lцтр.стр.вальм = √( Н² + b²). При нестандартном выборе размера конька величина b определяется как половина разницы длин дома и прогона.

Центральная нога

5. Размер диагональных элементов: Lдгн.стр. = √ (Lцтр.стр.вальм² + b²).

Диагональные стропила

6. Вычисление длин нарожников – используется свойство подобных треугольников. Если углы равны, по одной из сторон выполняется пропорция длин, то будет соблюдаться соотношение остальных составляющих фигуры: D = 3/4 C, значит: Lнар = Lцтр.стр.вальм х 3/4.

Параметры нарожников

7. Расстояние между стропилами зависит от выбора:

  • Размеров сечения, качества древесины. Чем слабее материал, тем меньше должен быть шаг.
  • Наличия, вида теплоизоляционного слоя – определяется удобством монтажа утеплителя (60-120 см).
  • Кровельного материала, его веса и геометрии. Чем больше общая масса, тем меньше шаг. Как и с теплоизоляцией, учитывают размеры листа.

Минимальный шаг между фермами – 60 см, максимальный – 2 метра.

8. Формирование и расчет свесов зависят от предпочтений жильцов и высоты дома. Минимальный размер для 1-этажного строения – 500 мм. Задача – защитить стены от атмосферных осадков.

Постройка вальмовой стропильной системы

Мауэрлат – брус или верхний венец, обвязка дома, к которым крепят стропила. Обеспечивает равномерность распределения нагрузки на внешние стены. Сечение: 10х10 см ~15*15 см. Армопояс – бетонная армированная конструкция по верхнему периметру стен. Его задача – укрепить основание под мауэрлат, обеспечить надежную сцепку с кровлей.

Установка мауэрлата

Варианты установки мауэрлата:

  • На армированный бетонный пояс с помощью закладных шпилек, анкеров.
  • Анкерами в тело стены – кирпичные одноэтажные дома с незначительным уклоном вальмовой крыши.
  • На последний венец деревянного сруба или верхнюю обвязку каркасного строения.
  • Монтаж на шпильки, закладываемые в кирпичную кладку.
  • Скобами, забиваемыми в деревянные вкладыши внутри кирпичной стены и тело мауэрлата.
  • Проволокой из некаленой стали, закладываемой в момент возведения фасада.
  • На шпильки, зафиксированные в стене химическим анкером – двухкомпонентным составом. Клей вводится в просверленные отверстия в кладке дома, высыхая, надежно удерживает элемент.

Особенности:

  • Количество шпилек, скоб, анкеров должно быть больше или равным числу стропильных ног.
  • Под брус укладывают рубероид или наносят на основание битумную мастику.

Схема размещения армопояса

Руководство по монтажу:

  • Разметка отверстий под шпильки, анкера осуществляют укладкой реек на крепежные элементы с последующим ударом по поверхности дерева. По насечкам выполняется просверливание. Брус одевают на шпильки, фиксируют с помощью шайбы и гайки.
  • Соединение проволокой – концы пропускают поверх планок, делают скрутку.
  • Схемы наращивания на длинных участках:

Наращивание реек

  • Осуществляют укладку балок перекрытия либо на одном уровне с мауэрлатом, либо на брусок, закрепленный к стене. Шаг – 0,6-1 метр.
  • Стяжка мауэрлата рейками, к которым в дальнейшем будут зафиксированы стойки под прогон.
  • После завершения на поверхности мауэрлата делают разметку расстановки стропил.

Монтаж прогонов

Коньковый брус испытывает значительные нагрузки, устанавливается на стойки. От правильности работ зависит:

  • Симметрия конструкции, равномерность распределения веса.
  • Надежность четырехскатной кровли при максимальных ветровых и снеговых нагрузках.

Краткая инструкция по монтажу:

  • Схема (висячая, навесная) зависит от наличия внутренних несущих перегородок. Крепление стоек может быть к стяжкам или перекрытиям.
  • В домах с большими размерами конструкцию необходимо укрепить подкосами для обеспечения сопротивляемости нагрузкам.
  • Материал для конька и опор выбирают одинакового сечения, не менее 100х100 мм.
  • Перед работой тщательно замеряют и определяют центральную и крайние точки фиксации стоек. На их количество влияет длина прогона. Шаг – не более 1 метра.

Установка стропил своими руками

Существует два порядка работ:

  • Сначала центральные стропила, затем – диагональные. Нарожники устанавливаются в последнюю очередь.
  • Монтаж диагональных элементов, после этого – центральных.

Первый метод считается более простым. Второй позволяет на начальном этапе работ провести контроль симметричности.

Варианты крепления к мауэрлату:

  • Жесткое – в стропилах выполняют запил, глубина которого – не более 1/3 ширины бруса. Углубления (седло) можно вырезать по шаблону.
  • Скользящее – применяется для сооружений, дающих усадку. Для фиксации к мауэрлату используют специальный крепеж, плавающие опоры для стропил. При таком методе соединение ног над коньком выполняется шарнирным способом.
  • Наслонное – окончание стропила опирается на мауэрлат. Свесы вальмовой крыши оформляются с помощью наращивания ног дополнительными рейками (кобылками) меньшего сечения. Этот метод позволяет сэкономить на материале.

Оформление конькового узла центральных, промежуточных противоположных стропил:

  • Встык – соединение с распилом окончаний ног под углом. Выполняют сопряжение сечений. Крепеж узла производят гвоздями. Дополнительную фиксацию обеспечит металлическая пластина или деревянная накладка.
  • Внахлест – стропила накладываются друг на друга боковыми поверхностями. Крепление – шарнирное (болт), гвозди.
  • К коньковому брусу – стыковка сечения стропила с боковой поверхностью прогона.

Особенности монтажа диагональных ног:

  • Размещение верхнего узла с упором среза накосного стропила в боковую поверхность центральных элементов системы.
  • Для усиления диагональных ног, испытывающих наибольшую нагрузку, требуется установка шпренгельных ферм, стоек.

Монтаж нарожников к диагональной стропиле осуществляют подпилом и стыковкой с его боковой поверхностью, фиксация с помощью гвоздей.

По окончании работ необходимо выполнить проверку равенства углов наклона и длин противоположных стропил, соблюдения плоскости скатов и вальм.

Нюансы и возможные ошибки

1. Приобретая пиломатериалы, нужно убедиться, что:

  • Влажность дерева не превышает 20 %. При высыхании доска меняют геометрию, что приведет к изменению длин, прямолинейности. Нарушение пропорций влечет протекание, снижение сопротивляемости ветровым и снеговым нагрузкам. Самое лучшее качество у древесины, заготовленной в зимний период в регионах с холодным климатом. Перед оформлением покупки обратитесь к продавцу с просьбой о замере влажности.
  • В теле отсутствуют трещины, вросшие сучки, следы от жизнедеятельности насекомых.
  • Приобретая клееный брус, убедитесь в порядочности продавца, изготовителя. Применение некачественной продукции приведет к нарушению прочности.

2. Элементы стропильной системы можно заказать на предприятиях со специализацией в строительстве и изготовлении домов под ключ.

3. Древесину перед началом монтажных работ обрабатывают антисептиками и антипиренами.

4. Длина приобретенной рейки иногда не соответствует расчетному размеру. Технология выполнения наращивания:

  • Косой прируб с максимальной подгонкой сопрягаемых плоскостей. В сквозное отверстие болт или шпильку вставляют с натягом, без люфта; закручивают гайку.

Косое наращивание

  • Внахлест более 100 см. Проводят с помощью гвоздей, болтов, шпилек в шахматном порядке.

Крепление внахлест

  • Встык по сечению – отпил под 90°. Место стыковки с противоположных сторон перекрывают накладками. Крепление – как в предыдущем способе.

5. Узлы дополнительно фиксируются металлическим крепежом: углы, пластины и другие. Каждый из этих элементов имеет отверстия под метизы. Целесообразно применять изделия с овальными прорезями, допускающими незначительные смещения сопрягаемых поверхностей. В процессе усадки, воздействия нагрузок может произойти разрыв жесткого соединения.

Ошибки:

  • Отсутствие расчета нагрузок, веса. Превышение допустимых показателей влечет разрушение фундамента, каркаса кровли. Необходимые вычисления можно выполнить самостоятельно или применив онлайн-калькуляторы. Привлечение специалистов – самое верное решение.
  • Шаг превышает расчетное значение. Сэкономив на материалах, мастер приобретет множество проблем.
  • Не выполняется контроль плоскости скатов и вальм с помощью шнура. Отклонения вызовут провисание кровли, нарушат герметичность и надежность крыши, вплоть до ее деформации.





Что еще почитать:
Граватар Иван Яскевич
Автор:
Иван Яскевич
Share
 Последние комментарии
stroitel list © 2018