Стропильная система четырехскатной крыши

Особенности конструкции

Вследствие наклонного положения скатных поверхностей, конструкция четырёхскатной крыши по форме значительно отличается от прямоугольной. Именно нестандартная форма в первую очередь и определяет основные сложности при подсчетах и в процессе монтажа, в частности в том, как рассчитать площадь четырехскатной крыши дома, вычислить необходимое число тех или иных элементов, каким образом соединить между собой структурные части кровли, как посчитать объем четырехскатной крыши и т. д.

Крыши с четырьмя скатами, в зависимости от разновидности, могут иметь различную структуру и составные элементы. Однако общие принципы их устройства во многом идентичны, и можно их рассмотреть на примере вальмовых крыш – как наиболее типичного варианта четырёхскатных кровель.

При рассмотрении устройства центральной части вальмовой крыши можно заметить сходство с обычной двухскатной кровлей. Процесс обустройства центральной части таких крыш также имеет много общего. Чаще всего здесь используются стропильные системы наслонного типа, несколько реже находят применение висячие стропильные конструкции. При обустройстве наслонной разновидности стропил их опирают на расположенный в вершине крыши коньковый прогон, который, в свою очередь, устанавливается на прогонную раму. Рама для установки конькового прогона состоит из стоек и горизонтально расположенного лежня. Очень важным моментом является её опора на прочное основание, которым может служить несущая стена в центре обустраиваемой конструкции. Иногда в стропильных системах сложных вальмовых крыш устраивается не один центральный прогон, а две параллельно размещенные балки.

Надёжность бетонных плит обычно достаточно велика, чтобы выдержать нагрузку от кровельной системы любого типа и тяжести. Поэтому вопрос о том, как рассчитать четырехскатную крышу в плане весовых показателей, в данном случае не имеет большого значения

Важно лишь правильно произвести все прочие измерения, а затем в соответствии с ними осуществить процесс монтажа.

Иногда вместо бетонных плит для обустройства опорных конструкций используется перекрытие из деревянных балок. Естественно, что по прочности такой способ заметно уступает предыдущему варианту. Прогонная рама при этом устанавливается на толстый брус размерами в 100-150 на 200 миллиметров. Из аналогичного материала изготавливается и сам коньковый прогон, а также лежень, если есть необходимость в его использовании. Укладку подставок под стойки прогонной рамы производят накрест с балками перекрытия. Подставки, подкосы и ветровые связи изготавливаются из бруса, имеющего размеры 100 на 150 миллиметров.

Усложненность конструкции четырехскатной крыши затрудняет процесс обустройства опор для скатных поверхностей. С этой целью угловые зоны соединяют с коньковым прогоном посредством диагональных стропильных брусьев (накосных стропильных ног). Эти брусья длиннее обычных и должны обладать большей прочностью, поскольку в них упираются укороченные стропила скатных конструкций.

Завершающий этап возведения четырехскатной крыши

После монтажа всей конструкции четырехскатная крыша (как и любая другая) предусматривает создание обрешетки. Для этой цели используют деревянные доски толщиной 50 или 40 мм.  Главное, чтобы материал был высококачественный и хорошо просушенный.


Обрешетка крыши

Перед устройством обрешетки необходимо простелить пленку, изолирующую крышу от пара и влажности. Такая пленка крепится с помощью степлера. Кроме этого, ни в коем случае нельзя упустить из виду теплоизоляцию, которая должна быть обустроена в чердачном помещении. Теплоизоляция необходима, чтобы поддерживать в здании нормальный температурный режим. И уже после этого производится установка четырехскатной кровли.

И последний этап — укладка кровельного покрытия. В выборе вы не ограничены, руководствуйтесь собственным вкусом, материальными возможностями и конструктивными особенностями вашей крыши. Главное, прикрепите материал достаточно прочно, аккуратно, чтобы дождь не мог проникать внутрь помещения через стыки, а ветер – срывать фрагменты кровли.

Схема стропильной системы вальмовой крыши весьма сложна, как уже не раз говорилось выше, но не стоит её пугаться. Самое главное произвести все расчеты и замеры правильно, а также не ошибиться с разметкой. Досконально разобравшись в этом один раз, вы сможете без труда повторить аналогичное строительство. Конечно, одному человеку будет довольно сложно справиться с предстоящим объемом работ, так что пара помощников не помешает.

Материалы для монтажа кровли

Как и двускатная, вальмовая крыша состоит из мауэрлата, затяжек, стропил, опорных стоек, конькового бруса и обрешетки. Отличие второй конструкции состоит в расположении стропил и их длине. Для четырехскатной крыши рекомендуется использовать пиломатериал из сосны или лиственницы, хорошего качества, без дефектов, с максимальной влажностью 22%.

Крепление мауэрлата к стене

Стропила изготавливают из досок сечением 50х100 мм; если же площадь крыши очень большая, лучше брать доски 50х200 мм. Для мауэрлата нужен цельный брус сечением не меньше 150х150 мм. Дополнительно потребуются металлические шпильки с резьбой для крепления мауэрлата, доски для обрешетки и накладные металлические пластины, с помощью которых производится соединение деревянных элементов.

Металлические шпильки с резьбой для крепления мауэрлата

Пиломатериал перед сборкой кровли обязательно пропитывают антисептическим средством.

В процессе работы потребуются инструменты:

  • ножовка;
  • строительный уровень;
  • отвес и рулетка;
  • молоток;
  • дрель;
  • шуруповерт;
  • стамеска;
  • дисковая пила.

Классификация вальмовых крыш

Различия в форме зданий, а также требования к функциональности и практичности традиционной вальмовой кровли способствовали появлению множества вариаций. Если не рассматривать самые экзотические из них, то можно выделить несколько основных типов четырёхскатных крыш.

  1. Традиционная вальмовая кровля, боковые скаты которой доходят до уровня карниза. Для сооружения её основных поверхностей применяют прямые стропила, а рёбра вальм образуют брусья, отходящие от окончаний конька. Проработанная конструкция и распределение веса кровли на увеличенную площадь позволяет не только расположить свесы на одной линии, но и увеличить их вылет. Благодаря этому фасад здания надёжно защищается от дождя даже при сильных порывах ветра.

    В скаты классической вальмовой крыши нередко встраивают элементы остекления

  2. Шатровую крышу можно установить на дом, который в плане имеет форму квадрата. Особенностью такой конструкции являются скаты одинаковой конфигурации. Их рёбра сходятся в одну точку, а вальмы имеют форму равнобедренных треугольников.

    Шатровые крыши широко используются в современном индивидуальном строительстве

  3. Полувальмовые крыши получили своё название из-за укороченных вальм. В отличие от традиционной кровли, их длина уменьшается в 1.5–3 раза по сравнению с размерами основных скатов.

    Боковые скаты полувальмовых крыш имеют укороченную длину, поэтому до линии карниза не достают

  4. Датская полувальмовая кровля имеет небольшой фронтон под коньком и короткую вальму со стороны карниза. Подобная конструкция позволяет устанавливать элементы вентиляции и освещения непосредственно в вертикальный торец кровли, тем самым исключая необходимость в установке мансардных окон.

    Датский проект хорош тем, что позволяет с лёгкостью обустраивать чердачные помещения

  5. Полувальмовая голландская крыша имеет вертикальный фронтон, разделяющий вальму на два коротких ската. Стропильная система «голландки» хоть и имеет повышенную сложность, но зато позволяет сделать более просторным и практичным чердачное помещение. Кроме того, эта конструкция отлично подходит для монтажа вертикального остекления в мансарде.

    Построенная по голландскому проекту крыша пока ещё редко встречается в нашей местности

  6. Ломаная четырёхскатная крыша имеет несколько скатов разного размера на одном склоне. Благодаря их различному наклону удаётся увеличить объём подкровельного пространства. Хоть ломаную конструкцию и нельзя назвать простой, дома с такой кровлей встречаются очень часто. Причиной популярности является возможность обустроить дополнительные жилые комнаты на верхнем ярусе. По этой причине крышу с ломаными скатами нередко называют мансардной.

    Ломаная крыша несколько утяжеляет архитектуру здания, но зато позволяет обустроить несколько жилых помещений в чердачном пространстве

Существуют и более сложные сооружения из множества вальм, а также те, в которых четырёхскатная крыша комбинируется с кровельными системами других типов. Проектирование и монтаж такой кровли требует многолетнего опыта и знаний, поэтому строительство мудрёной крыши лучше поручить специалистам.

Проектирование крыши

При разработке кровельной конструкции необходимо учитывать возможность ее противостояния большому количеству снега, сильным порывам ветра. Возводимая кровля должна быть достаточно устойчивой, чтобы можно было в течение нескольких лет обойтись без ремонта.

Длительность срока эксплуатации кровельного пирога в значительной мере определяется типом и качеством использованного в качестве кровельного покрытия материала. Однако проблемы могут касаться и других областей. Например, обрешетка может быть поражена гнилью.

В любом случае предварительный расчет при строительстве кровли необходим.

Другой тип четырехскатной кровли – шатровая. Она состоит из четырех равнобедренных треугольников, что дает возможность использовать значительно меньше строительного материала. На этапе расчетов определяют также угол наклона скатов. Данный показатель зависит от нескольких факторов и параметров и выбирается в зависимости от назначения помещения чердака. Величина угла может варьироваться в диапазоне 5–60 градусов.

При выборе угла наклона следует учитывать также климатические особенности региона. При наличии сильных ветров и небольшом количестве осадков рекомендуется устройство скатов под минимальным углом. Если для региона характерно большое количество дождя и снега, оптимальным выбором является угол наклона 45–60 градусов.


Есть определенные правила, руководствуясь которыми, можно правильно сориентироваться при выборе типа покрытия для кровель с различными углами наклона скатов.

Если величина угла колеблется в пределах от 8 до 18 градусов, то рекомендуется применять рулонные материалы или шиферные листы.

Величина от 14 до 60 градусов требует применения кровельной стали или асбестоцементных листов.

При угле наклона от 30 до 60 градусов подойдут различные типы черепицы или других штучных кровельных материалов. Выбирая угол наклона четырехскатной кровли, надо учитывать то обстоятельство, что крутая крыша требует расхода большего количества кровельного материала – следовательно, больших финансовых вложений.

Выбрав угол, надо приступать к расчету высоты конька. Для этого следует использовать тригонометрическое выражение для прямоугольных треугольников.

Затем можно приступать к составлению проекта. Его начинают с расчета системы стропил.

Определение сечения элементов конструкции производится в результате анализа величины потенциальных нагрузок, которые будут на них оказываться. При этом учитывают и интенсивность ветров, и максимально возможное количество снега, и наклон скатов.

Помимо этого следует учитывать стропильный шаг и объективно оценивать несущую способность стропильных брусьев. На стадии проектирования выбирают также тип конструкции. На данном этапе не только определяется, будут ли стропила наслонными или висячими, но также решается вопрос о необходимости использования дополнительных элементов.

Значительно сократить оказываемую на стропила нагрузку можно в результате использования раскосов. Применение затяжек придает конструкции дополнительную прочность и препятствует ее расшатыванию.

Порой пиломатериалы в пределах стандартных размеров не дают возможности достичь требуемого результата. В этом случае разрабатываются меры для изменения их размеров.

К примеру, можно увеличить длину стропила, балки соединять параллельно. Рекомендуется также использование наборных (склеенных) стропильных ног, которые отличаются повышенной прочностью по сравнению с обычными и с успехом применяются при создании достаточно сложных конструкций.

Для возведения четырехскатной кровли необходимо как точное проектирование, так и составление чертежа.

Архитектурные традиции и новые веяния

А теперь рассмотрим обе крыши с эстетической стороны. Двускатную крышу многие века на Руси украшали мансардными окнами, наличниками и флюгерами, да еще и люкарнами, особенно в последнее время. А вот четырехскатная крыша предполагает более минималистический дизайн, и избыток кровельных элементов на ней смотрится нелепо.

Другими словами, двухскатная крыша – это архитектурная классика для частных домов. Кроме того, для глаза русского человека такая крыша более привычна, ведь именно такую здесь строили многие века. Поэтому даже сегодня большинство проектов загородных домов и коттеджей изготавливается с двускатной крышей. Торец таких крыш обычно заканчивается вертикальной кирпичной стенкой, с треугольной очертанием и карнизом. Т.е. такой фронтон лишь отдаленно напоминает торцы двускатных крыш прошлых веков, но вот форма остается по-домашнему привычной для многих.

А вот за рубежом популярным вариантом считают четырехскатную крышу, которая отличается от двускатной тем, что образует два трапециевидных ската и два треугольных на торцах. Но если вы решитесь именно на четырехскатную крышу, русский стиль украшения дома и этно-экстерьер уже не получится применить. Все, что остается – довольствоваться европейской лаконичностью и простотой форм, которая все еще для подавляющего большинства выглядит необычной и непривычной.

Хотя, согласно неофициальной статистике, дом с четырехскатной крышей сегодня легче и проще продать, чем двускатной, ведь четырехскатная крыша выглядит более солидной, качественной и основательной, тогда как обычная двускатная сегодня все больше напоминает дачный домик. Но достойную конкуренцию четырехскатной крыше могут составить многоскатные щипцовые.

Присмотритесь сами:

Разновидности четырехскатных крыш. Фото интересных вариантов

К четырехскатным крышам можно отнести несколько разновидностей конструкций, которые имеют одинаковое количество наклонных поверхностей, но разное устройство.

Классическим исполнением является вальмовая конструкция, как видно на фото дома с четырехскатной крышей. Она состоит из двух скатов треугольной формы, и двух – трапециевидной. Место их соединения называется коньком, который имеет длину намного меньшую, чем длина дома. Вальмовая крыша является конструкцией повышенной сложности, у которой проектирование и монтаж являются весьма трудоемким и сложным процессом, требующим определенных навыков и опыта.

Данная конструкция подходит для основания здания прямоугольной формы. Это самый привлекательный в эстетичном плане вариант крыши. Однако и самый сложный, как с точки зрения необходимых расчетов, так и по технологии возведения, поскольку здесь используется усложненный стропильный каркас, что доказывает схема стропильной системы, требующий проведения дополнительных замеров и подгонки материала на месте.


Пример вальмовой четырехскатной крыши с усложненной конструкцией

Полувальмовая голландская крыша одновременно относится к двухскатной и четырехскатной конструкции. Она состоит из двух наклонных трапециевидных скатов и двух усеченных треугольных вальм. Маленькие вальмы не заменяют полностью фронтоны, что представляет возможность установить простые вертикальные окна, которые значительно дешевле мансардных. На фото, представленных в сети Интернет, можно увидеть разнообразные проекты домов с четырехскатной крышей данного вида.

Полувальмовая датская конструкция имеет четыре трапециевидных ската, которые отличаются по размеру. Усеченные вальмы отходят не от конька, а немного ниже, оставив место для треугольного фронтона. Здесь обычно располагается слуховое или вертикальное окно для дополнительного естественного освещения, как видно на фото дома с четырехскатной крышей. Данная конструкция является наиболее устойчивой к воздействию сильного ветра. Поэтому ее целесообразно устраивать для домов, расположенных в зонах с повышенной ветровой активностью.

Четырехскатная мансардная крыша состоит из двух вальм треугольной формы и двух ломаных поверхностей, с изменяющимся углом наклона. Такое сложное строение помогает получить габаритную мансарду с высоким потолком, что особенно актуально для одноэтажных домов. Проекты с четырехскатной крышей данной конструкции нагляное тому подтверждение.

Четырехскатная шатровая крыша возводится на зданиях квадратной формы, преимущественно используется для каркасных домов. Стропильная система не предусматривает наличие конькового прогона. Конструкция состоит из наклонных поверхностей одинакового размера и треугольной формы, которые соединяются в пике.

Четырехскатная шатровая крыша состоит из четырех поверхностей одинакового размера и треугольной формы, которые соединены в пике

Чертеж стропильной системы конструкции

Чтобы самостоятельно сделать чертеж кровли, необходимо знать основные термины, применяемые проектировщиками и архитекторами. Перечислим главные элементы стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши:

  1.  Конек – брус с сечением 50х150 мм, к которому крепятся стропила. Он расположен в центре двух трапециевидных скатов.
  2.  Диагональное стропило – балка, которая служит опорой для вальм. В некоторых источниках она также называется накосной ногой. Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на один из концов балки конька.
  3.  Центральные промежуточные стропила. В шатровой вальмовой крыше их четыре. Центральные балки сходятся в центре конструкции, образуя крест.
  4.  Нарожники – короткие доски, опирающиеся на каркас вальм.
  5.  Промежуточные стропила – балки, которые образуют плоскость трапециевидных скатов на чертеже четырехскатной вальмовой крыши.

Кровельные материалы укладываются на обрешетку. Она крепится к стропилам под углом 90 градусов. Разреженную обрешетку используют под шифер и металлическую кровлю. Шаг укладки досок – несколько сантиметров. Под все остальные виды материала кровли обрешетку делают сплошной.

Вспомогательная конструкция четырехскатной вальмовой крыши состоит из следующих элементов:

  1.  Стойка. Служит опорой для конька. Стойки упраздняются, если планируется использовать пространство под вальмовой крышей.
  2.  Затяжка – важная часть стропильной системы. По совместительству является балкой перекрытия.
  3.  Кобылка. Деревянный брусок, который используется для устройства свеса при недостаточной длине стропильной ноги.
  4.  Ветровая балка. Благодаря этому элементу, кровельная конструкция имеет высокую устойчивость к плохим погодным условиям. Ветровая доска соединяет несколько стропил в одной плоскости ската.
  5.  Мауэрлат – основа для монтажа стропильной системы. Его назначение – привязка каркаса крыши к стенам дома. Мауэрлат представляет собой брус с сечением 100х100 или 150х150.
  6.  Шпренгель. Задача этого структурного элемента – усилить основную несущую конструкцию. Шпренгель крепится по углам к мауэрлату и диагональным балкам.
  7. Подкосы. Располагаются под наклоном к стропильным ногам.

Расстояние между стропилами и нарожниками на чертеже называют прогонами. Эта величина рассчитывается по специальным формулам. Зависит от веса элементов кровли, максимально возможного количества осадков в регионе строительства и силы ветра. Также рассчитывать необходимо высоту конька, угол наклона стропильных ног и их длину. Самой сложной для вычислений является ломаная вальмовая схема крыш.

Наиболее распространенные виды креплений деревянных балок между собой – пластины и уголки. Реже используют вязальную проволоку, саморезы и кронштейны. Чтобы предотвратить деформацию деревянных балок из-за усадки, следует выбрать скользящую систему в креплениях уголков.

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши — один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

  • Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
  • Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

Перед тем как рассчитать высоту крыши, важно учесть некоторые факторы:

  • размеры дома;
  • планы на использование подкровельного пространства;
  • планируемая форма крыши и количество ее скатов;
  • угол наклона скатов;
  • нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
  • вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:


где a — искомая величина, b — величина половины ширины дома, tg α — тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

  • Шатровая — все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
  • Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли — длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты — важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

Особенности монтажа четырёхскатной крыши

Во время строительства четырехскатной кровли – основным техническим документом являются чертежи конструкции. Схемы устройства кровли можно без труда найти в интернете, но если вы хотите на 100% быть уверенными в надёжности вашей крыши, то необходимо обратиться к проектировщикам. Проектная фирма выполнит расчёт, опираясь на особенности климатических условий, ветровую и снеговую нагрузку, размеры здания и прочие немаловажные параметры, такой расчёт будет строго индивидуальным, а значит точным и надёжным.

Каркас четырёхскатной кровли сделан не из одних стропильных элементов — на основных несущих стенках располагается мауэрлат. Эта деталь конструкции должна быть смонтирована строго в горизонтальном положении, чтобы обеспечить точную геометрию всей постройки. На опорную балку монтируются потолочные брусья, при изготовлении деревянного сруба, стропила укрепляются сверху венца.

Шатровая, вальмовая и датская

Не удивительно, что именно эти покрытия для домов заняли почетное место лидера в нашей стране. Они не только гармонично смотрятся, но и имеют долгий срок эксплуатации. А ремонтные работы на них можно проводить как своими силами, так и пользуясь услугами квалифицированных специалистов и профессиональных строительных компаний.

Основные виды такого типа конструкций:

  1. Шатровая.
  2. Вальмовая.
  3. Полувальмовая (голландская или датская).

Особенностью шатровой крыши является один верхний угол над центром строения. Он образован путем схождения в него наклонных поверхностей крыши.

Для вальмовых крыш присущи две формы наклонных поверхностей:

  • трапециевидная;
  • треугольная.

Треугольная поверхность называется «вальмой». При этом соединяющиеся между собой трапециевидные поверхности сверху образуют горизонтальный стык в виде линии, называемой «коньком». Если вальма имеет ломаную поверхность, например, под вертикальное остекление (датский вариант), или трапециевидные стороны крыши имеют скосы (голландский вариант), то такие виды кровли именуются полувальмовыми.

Полувальмовая крыша является прекрасным штрихом в художественном оформлении всего строения.


С этим читают