Выбрав четырёхскатную крышу для своего дома, беседки — любого строения, вы легко ответите на вопрос, какого типа будет эта крыша. Для этого достаточно взглянуть на строение или измерить его: если строение равностороннее, возводят шатровую крышу, если оно прямоугольное и одна сторона длиннее другой — вальмовую. В выборе типа, как видите, сложности нет, но как построить четырёхскатную крышу того или иного типа, знает далеко не каждый.
Начнём с того, когда и почему стоит выбрать именно четырёх-, а не двухскатную конструкцию. Почти однозначно можно сказать, что для дома с большим жилым чердаком такая крыша почти не подходит, поскольку окна усложнят и без того непростые расчёты и возведение стропил. С другой стороны, отсутствие фронтонов существенно сэкономит кровельные материалы. Кроме того, четырёхскатная крыша весьма эстетична и долговечна.
Расчёт в случае четырёх (или более) скатов, конечно, сложны, но, по большому счёту, нужно будет вспомнить не более чем школьные знания геометрии, высшей математики и инженерной мысли они не требуют. Стропильные системы четырёхскатной крыши бывают висячие или наслонные. Первые сложны в изготовлении и трудны в ремонте, но без них не обойтись в случае отсутствия внутренних стен строения.
Само же строительство начинается с укладки мауэрлата — конструкции из брёвен и бруса. При помощи анкеров его крепят к стенам дома, предварительно простелив между ним и стеной слой гидроизоляции. Стропила в местах опоры на мауэрлат спиливают, делая горизонтальными. Опираться они могут как на сам мауэрлат, так и на врезанную балку. В сам же мауэрлат врезать ничего не стоит, так как это его ослабит.
Расчёт и строительство четырёхскатной крыши шатрового типа
Рассмотрим расчёты на примере именно четырёх скатов, так как это наиболее простой вариант. Используя приведённые расчёты, легко будет произвести вычисления для любого количества граней. При любом их количестве мы получим пирамиду.
В стропильную систему шатровой четырёхскатной крыши входят:
- Накосные или диагональные стропила, которые направлен к углам стен;
- Нарожники — укороченные стропила скатов крыш;
- Подкосы и стойки;
- Прогоны и лежни;
- Ригели и шпренгели.
Диагональные стропила любых четырёхскатных крыш упираются одним концом или в сам мауэрлат, и во врезанную в него балку, другим же концом опираются на другую пару стропильных ног. Эти стропила несут большую нагрузку, чем обычные, и имеют большую длину. На них опираются нарожники — укороченные стропила, которые опираются одним концом на диагональную ногу, а вторым на мауэрлат.
Опорой для стоек и подкосов служит лежень, укладываемый на внутреннюю стену или на кирпичные столбики на перекрытии. Допустимо уложить лежень на перекрытие, горизонтально выровняв его деревянными подкладками. Если верх его выровнен, то упрощается установка прогонов и стоек. В любом случае нужно проложить его рулонной гидроизоляцией от стены или кирпичных столбиков. Сечение лежня, уложенного на кирпич, делается около 10х15 см, если эе его укладывают на перекрытие или стену, высоту можно уменьшить вдвое или даже втрое — до 5 см. Если подкосы не предусмотрены, необходимость в лежне тоже отпадает, а низ стоек связывают схватками.
Для дополнительного укрепления стропил используют прогоны — опорные балки. От мауэрлата до первого прогона расстояние должно быть не более 4,5 метров. Расположение опрных балок зависит от возможностей строения. Ещё одной дополнительной опорой служат шпренгели. Их изготавливают из бревна или бруса и используют, чтобы перераспределить нагрузку от диагонального стропила.
Нарожники — это укороченные, дополнительные стропила, которые стыкуют к стропильной ноге. Для этого верх нарожника подпиливают в одной плоскости со стропилом и прибивают. Чтобы усилить конструкцию, можно прибить бруски 5х5 см в основании стропильной ноги по обе её стороны. При монтаже нарожников особенно важно, чтобы они все крепились к диагональным стропилам в разных местах и никогда не приходились в одну точку — это ослабляет конструкцию.
Так как шатровая крыша целиком состоит из равнобедренных треугольников, то достаточно сделать расчёты для одного из них.
Угол наклона лучше выбрать такой, чтобы подсчёты получались максимально просто: 15, 30, 45 или 60 градусов. При этом важно не забывать, что угол влияет и на прочность крыши и функциональность чердака. Например, в наших широтах снеговая нагрузка довольно велика, так что делать пологую крышу не стоит, лучше выбрать 45 или 60 градусов. Это хотя и более расточительно в плане кровли, зато снег будет скатываться лучше, а чердак будет вместительней.
Ещё на угол влияет назначение чердака, вид здания, материал кровли. Рулонной кровле лучше подойдёт небольшой угол от 8 до 18 градусов, кровельной стали или асбестоцементным листам — от 14 до 60, а черепице — 30-60 градусов (при меньшем наклоне вода будет просачиваться в стыки).
Если начертить крышу в виде пирамиды и немного полистать учебник по стереометрии, легко будет найти формулу вычисления высоты конька, площадь кровли и все остальные данные.
Если обозначить Hк — высоту конька, A — угол наклона крыши, Lд — длину диагонали основания крыши и Lс — длину стропил, то получим:
Hк= Lд х tgА/2,
а Lс = Hк /sinА.
В принципе, если даже вы не выберете «лёгкий» угол, значение тангенса и синуса всегда можно найти в таблице Брадиса.
Можно произвести и обратный расчёт, если вам нужна определённая высота конька, а найти нужно угол наклона:
tgА= 2Hк / Lд.
Расчёт и строительство вальмовой четырёхскатной крыши
Чтобы понять, как построить четырёхскатную крышу вальмового типа, нужно разобраться лишь в небольшом её отличие от шатровой. Как уже было упомянуто, вальмовую крышу возводят в том случае, если дом не имеет форму правильно многоугольника, то есть не все его стороны равны. Если строения с равными сторонами встречаются о четырёх- до десятиугольных, то «неправильные» чаще бывают просто прямоугольными, хотя к ним же можно отнести и дома, состоящие из нескольких прямоугольников. В последнем случае, конструкция крыши усложнится, но техника расчётов и возведения в основном будет та же.
Главным отличием от того, что было описано выше, является то, что крыша не будет иметь форму пирамиды. У неё будет (в рассматриваемом случае с прямоугольным основанием) две пары граней: два треугольника и две трапеции. В связи с эти усложнится формула расчётов, а конструкция, на мой взгляд, станет даже проще. Ко всем перечисленным элементам стропильной системы добавятся стропила скатов трапециевидной формы и балка, соединяющая верхушки диагональных стропил.. Все остальные части выполняются и называются так же. И добавленные стропила мало чем отличаются от нарожников, их устанавливают параллельно друг другу в двух трапециях, нижним концом опирая на мауэрлат, верхним горизонтальную балку. Сама балка, как и диагональные стропила подпирается стойками, а те в свою очередь опираются на лежень. Над верхней балкой сходятся верхние концы стропил трапециевидных граней, которые попарно скрепляются ригелями и/или крепёжными пластинами.
Расчёты здесь несколько сложнее, но выполнив хороший чертёж, вы сможете подсчитать все необходимые величины. А можно просто рассчитать уже при строительстве, выполнив лишь примерные расчёты с небольшой избыточностью.
Автор:Надежда Фёдорова