Как сделать трехскатную крышу своими руками

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Разновидности

Перед тем, как сделать четырехскатную крышу своими руками, необходимо определиться с ее разновидностью. Существуют следующие виды таких систем:

Популярная БК выпустила приложение, официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по ссылке без регистрации и абсолютно к прочтению:Виды крыш для каркасных домов и монтаж своими руками

  1. Вальмовая конструкция имеет в своем составе два ската трапециевидной формы и два треугольных ската, называемых вальмами. Первые два ската стыкуются друг с другом в коньке. При монтаже используется прием обустройства наслонных стропил, как в двухскатной системе, и накосных стропильных ног из 4-х скатной системы.
  2. Полувальмовая конструкция имеет такое же строение, только вальмовые скаты укорочены. Под ними располагается фронтон, в котором можно сделать большие окна для освещения чердака или мансардного этажа без потери прочности кровли.
  3. Шатровые крыши своими руками вы также можете соорудить, если сделаете четыре ската в форме равнобедренного треугольника. Они сходятся в одной точке.
  4. Сложнее всего самостоятельно построить четырехскатную крышу сложной конфигурации с множеством ендов, фронтонов, примыканий и чердачными окнами. В этом случае строительство лучше доверить специалистам, поскольку только они смогут правильно рассчитать конструкцию, выполнить ее план, схему и собрать на месте.

Внимание! Помимо несущего каркаса крыши необходимо определиться с кровельными, гидроизоляционными и теплоизоляционными материалами, поскольку разные конструкции крыш и уклон скатов требуют использования разных материалов.

Подготовительные работы

Перед тем, как начинать работы по обустройству кровли, нужно произвести полный расчет всей конструкции и сделать ее чертеж. На их основании необходимо подготовить все необходимые материалы.

На этом этапе, нужно определиться с выбором конструкции стропильной системы (наслонная или висячая). Второй вариант обычно применяется при достаточно больших пролетах и когда опорами являются только наружные стены. В таком случае для уменьшения горизонтальной распирающей силы, используют специальные затяжки (деревянные или металлические). Строительство такой кровли является достаточно сложным и затратным. Поэтому более популярным и экономичным является наслонная конструкция. Она идеально подходит для крыш с наклоном угла всего в 40 градусов. Установка такой системы требует наличия дополнительной опоры или внутренних несущих стен посередине крыши. Рекомендуем ознакомиться с материалом об особенностях мягкой кровли.

Стандартное расстояние полета между опорами должно составлять приблизительно 4,5 м. Но при увеличении этого значения обычно устанавливают подкосы.

К основным составляющим стропильной системы относятся:

  • мауэрлат – это брус (бревно), располагающийся на наружной стене, считается опорой самих стропил;
  • диагональные (накосные) стропила;
  • лежни, прогоны, ригели;
  • подкосы;
  • дополнительные опоры;
  • конек;
  • прогон – это балка, необходимая для опор, которая расположена параллельно доске (мауэрлату). Прогон также выступает в качестве дополнительной опоры. Расстояние между мауэрлатом и прогонами не должно быть выше значения в 4,5 метра;
  • шпренгель –  это брус или бревно устанавливается в качестве дополнительной опоры под стропила.

Разновидности конструкций

Трехскатные крыши обустраивают на пристройках

Крыши для сооружений, пристроенных к жилищу, могут иметь вальмовое или шатровое исполнение. Обе конструкции исходно являются четырехскатными, но существуют их вариации с тремя поверхностями специально для примыкающих к дому зданий.

Вальмовая конструкция

Треугольный скат крыши в данном случае имеет равные стороны и делается в двух экземплярах. Оставшийся скат имеет форму трапеции.  Обычно его монтируют в фасадной части, а треугольники располагают по бокам. Такая конструкция подходит для пристройки с прямоугольным основанием. Она снабжена коньковым прогоном.

Шатровая конструкция

Такая трехскатная кровля не имеет прогона, но включает в себя узел конька. Так называется место соединения крупных стропильных элементов, формирующих троицу скатов в форме треугольников. Два из них имеют идентичные габариты. Если домовладелец решил пристроить к жилищу помещение с квадратным основанием, для него подойдет именно такая крыша.

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Классическая шатровая стропильная система подобна пирамиде: ее вершину и углы соединяют угловые (диагональные) стропила, без которых нельзя построить четырехскатный дом.

Каждое стропило несет одинаково большую нагрузку. Данные элементы – самые длинные в шатровом сооружении, их верхняя часть служит опорой для нарожников.

Последние представляют собой укороченные стропильные ноги, предназначение которых сводится к поддерживанию участка ската между диагональными стропилами и свесом крыши.

Иногда для сооружения конструкции пирамидальной крыши требуются слишком длинные диагональные стропила, за неимением указанных элементов с нужными параметрами их изготавливают путем наращивания.

Читайте также:  Гидроизоляция под профнастил: несколько вариантов подложки

К примеру, если для стропильной системы нужны угловые стропила длиной более 4,5 метра, то их сооружают из двух брусьев, которые сшивают метровым отрезком такого же материала.

Видео:

Изначально накосная нога сбивалась из двух досок, используемых для изготовления укороченных стропил.

Сооружая крышу-«конверт» для жилого дома, нужно заранее планировать вентиляцию кровли в виде 2-3 см зазора.

Преследуя данную цель, необходимо правильно выбрать ширину досок, с применением которых будет строиться стропильная система.

Вентиляционный зазор формируется между верхней плоскостью ската и плитами утеплителя, при этом если теплоизоляционный материал имеет толщину 125 мм, то доска должна иметь ширину 150 мм.

Если же толщина приобретенного утеплителя практически соответствует ширине доски, то на стропила монтируется контробрешетка.

Так как диагональные стропила имеют значительную длину, то они могут провисать. Исключить возникновение подобной проблемы можно, если повысить их жесткость посредством монтажа дополнительных опор.

Количество и тип дополнительных поддерживающих элементов зависит от длины пролета, который перекрывает угловая стропилина.

При длине пролета в 7 – 7,5 м достаточно того, что жесткость угловому элементу обеспечивает вверху конструкции подкос.

Схема каркаса

Если указанное расстояние достигает 9 м, то, помимо подкоса, в нижней части конструкции (четверть длины от крайней точки) монтируется опора из бруса, или шпренгели.

При пролете длиной свыше 9 м дополнительную опору монтируют по центру, и то только в том случае, если перекрытие имеет ж/б несущую основу, на что указывают строительные нормы.

В стропиловке подкосы монтируют под произвольным углом от 450 до 530, а шпренгели и другие вспомогательные опоры – только вертикально.

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс строительно-монтажных работ по смене стропильной системы крыши из деревянных элементов, выполняемых при текущем ремонте жилых домов.

2.2. Строительно-монтажные работы по смене стропильной системы крыши из деревянных элементов, выполняемых при текущем ремонте жилых домов, выполняют в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

час.

2.3. В состав последовательно выполняемых строительно-монтажных работ по смене стропильной системы крыши из деревянных элементов, выполняемых при текущем ремонте жилых домов входят следующие технологические операции:

— демонтаж старой стропильной системы;

— установка мауэрлатов и лежней;

— установка стоек и коньковых прогонов;

— установка стропильных ног и подкосов;

— установка обрешетки.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: подъемник мачтовый ПМГ-1Б-76115 (=0,5 т, Н=76 м, V=0,31 м/сек); бензопила STIHL MS 180-14 (N=2,0 л.с., Р=3,9 кг, =35 см); электродрель Makita HP2071 (Р=2,6 кг, =1010 B, =40 мм, n=2900 об/мин); передвижная бензиновая электростанция Honda ET12000 (3-фазная 380/220 В, N=11 кВт, m=150 кг); башенный кран Liebherr 63 LC (максимальный вылет =45 м, грузоподъемностью Q=5,0 т, высота подъема =39,1 м, скорость подъема/опускания груза =54 м/мин).

     Рис.1. Башенный кран Liebherr 63 LC

Рис.2. Бензомоторная пила Stihl MS 180-14

Рис.3. Электродрель Makita HP2071

Рис.4. Электростанция Honda ET12000

Рис.5. Подъемник мачтовый ПМГ-1Б-76115

2.5. Для смены стропильной системы применяются следующие строительные материалы: бруски деревянные размером 5050 мм, отвечающие требованиям ГОСТ 8486-86; доски обрезные хвойных пород III-го сорта толщиной 40-50 мм, отвечающие требованиям ГОСТ 8486-86; лесоматериалы круглые хвойных пород для стропил, отвечающий требованиям ГОСТ 9463-2016; гвозди строительные, отвечающие требованиям ГОСТ 4028-80; антисептическая паста, отвечающая требованиям ТУ ; толь кровельный, отвечающий требованиям ГОСТ 10999-64.

2.6. Строительно-монтажные работы по смене стропильной системы крыши из деревянных элементов, выполняемых при текущем ремонте жилых домов следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:

— СП "Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004";

— СНиП * "Несущие и ограждающие конструкции";

— СТО НОСТРОЙ "Организация строительного производства. Промышленное строительство. Реконструкция зданий и сооружений";

— СТО НОСТРОЙ "Организация строительного производства. Капитальный ремонт многоквартирных домов без отселения жильцов. Правила производства работ. Правила приёмки и методы контроля";

— СТО НОСТРОЙ "Организация строительного производства. Общие положения";

— СТО НОСТРОЙ "Организация строительного производства. Подготовка и производство строительно-монтажных работ";

— ГОСТ 9463-2016. "Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия";

— ГОСТ 8486-86. "Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия";

— ГОСТ 4028-80. "Гвозди строительные. Конструкция и размеры";

— ГОСТ 10999-64. "Толь кровельный. Технические требования";

— ТУ "Паста анисептическая на каменноугольном лаке";

— СНиП 12-03-2001. "Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования";

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

— СНиП 12-04-2002. "Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство";

— ГОСТ *. ССБТ. "Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности";

— ГОСТ *. ССБТ. "Процессы перемещения грузов на предприятиях. Общие требования безопасности";

— ПОТ РМ-007-98. "Межотраслевые правила по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов";

— РД 11-02-2006. "Требования к составу и порядку ведения исполнительной документации при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства и требования, предъявляемые к актам освидетельствования работ, конструкций, участков сетей инженерно-технического обеспечения";

— РД 11-05-2007. "Порядок ведения общего и (или) специального журнала учета выполнения работ при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства";

Читайте также:  Водостоки – надежная защита для кровли и фасада

— Сборник форм исполнительной производственно-технической документации, утвержденный распоряжением Росавтодора от N ИС-478-р;

— МДС "Методические рекомендации по разработке и оформлению технологической карты".

Основные части деревянной стропильной системы

Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.

Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.

Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.

Итак, составные части могут быть такими:

Основные части деревянной стропильной системы
  • Стропильная нога – это непосредственно сами стропила, на которые набивают обрешетку и укладывают кровельный материал. Ферма состоит из двух стропилин (балок), соединенных сверху в коньке в виде треугольника. Угол их наклона равен углу наклона кровельных скатов.
  • Затяжка – перекладина, скрепляющая стропильные ноги по горизонтали и не позволяющая им при нагрузке разъехаться в разные стороны. Используется в системе висячих стропил.
  • Ригель – балка, похожая на затяжку, но работающая по иному принципу. В системе она сжимается, а не растягивается. Скрепляет стропильные балки в их верхней части.
  • Схватка – также горизонтальная перекладина, соединяющая стропильные балки и повышающая устойчивость фермы. Используется в системе наслонных стропил.
  • Стойка – горизонтальная балка, служащая дополнительным упором для фиксации стропильных ног.
  • Подкос – элемент, монтируемый под углом к горизонтали, дающий стропилам дополнительную устойчивость.
  • Кобылки – применяются для удлинения стропильных ног при необходимости создания свесов.

Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:

  • Прогон – балка, идущая вдоль скатов, соединяющая стропильные ноги ферм. Частный случай – коньковый прогон, который устанавливают вдоль скатов кровли в ее наивысшей точке (коньке).
  • Обрешетка – состоит из брусьев или досок, набиваемых на стропильные ноги сверху вдоль скатов крыши. На обрешетку монтируют кровельный материал.
  • Мауэрлат – брус или доски, укладываемые по периметру наружных (капитальных) стен здания. Наличие мауэрлата предусмотрено для закрепления на нем нижних концов стропилин.
  • Лежень – элемент, похожий на мауэрлат, но укладываемый вдоль внутренней стены здания. На лежне закрепляют вертикальные стойки.

Типы стропильных конструкций четырехскатных крыш:

3.1 Классическая вальмовая

Изготовляется из двух скатов в виде треугольников и двух трапецеидального вида, стропила выполняются без переломов, начало берут от конька, свесы выходят одинаковыми по высоте.

Схема стропил четырёхскатной вальмовой крыши

3.2 Шатровая

Визуально выглядит проще, но в установке своими руками гораздо труднее, чем классическая крыша. Состоит из стропильной конструкции, где установлены стропила равной длины, соединяющиеся в одном месте.

Схема стропил четырёхскатной шатровой крыши

3.3 Другие типы

Также существуют такие типы четырёхскатной кровли, как – полувальмовые, вальмово-фронтонные, многощипцовые, бубновые и другие.

Для сравнения основные типы четырёхскатных крыш можно посмотреть на рисунке ниже:

Виды четырехскатных крыш; а — вальмовая; б — шатровая; в — полувальмовая; г — вальмово-фронтонная: 1 — конек; 2 — вальма; 3 — треугольные скаты; 4 — фронтон; 5 — скат; 6 — разжелобок (ендова); 7 — опорная доска

Проведение строительных мероприятий

Материал для каркаса должен быть хорошо просушенным. Влажность древесины ограничивается 20 %. Порядок выполнения работ:

  • Первый шаг – укладка мауэрлата. Если стены – каменные, основанием для элемента служит железобетонный пояс с гидроизоляцией.
  • Установка лежня необходима в наслонной стропильной системе. Для этой цели используют брус сечением 100×200.
  • К лежню вертикально крепят стойки. Если внутренние стены отсутствуют, столбы устанавливают на балки перекрытий. Для временной фиксации элементов рекомендуется сделать подпорки, которые при помощи саморезов удерживают стойки в ровном вертикальном положении. Шаг столбов – не менее 2 метров. Шатровая крыша предусматривает установку опор на диагоналях.
  • Прогон вальмовой системы крепится на вершинах стоек.
  • Первыми возводятся диагональные стропила, которые придают жесткости центральным опорам и соединяют коньковый брус с мауэрлатом. Для крепления промежуточных стропил используют уголки и скобы.
  • Последними в каркасе возводят шпренгели. Эти элементы принимают на себя нагрузку нижней четверти угловых стропил.
  • Последний этап – укладка обрешетки под кровлю. Она крепится перпендикулярно поверх стропил. Оптимальный шаг – 50 см.

Профессиональный подход в сборке прочного каркаса определяет эксплуатационные качества четырехскатной крыши. От надежности конструкции зависит сопротивляемость погодным условиям и срок службы сооружения в целом.

Определение сечения стропилин

Стропильные ноги крыш различной крутизны выполняют неоднозначную работу. На стропила пологих конструкций действует в основном изгибающий момент, на аналоги крутых систем к нему добавляется еще сжимающее усилие. Потому в расчетах сечения стропил обязательно учитывается наклон скатов.

Расчеты для конструкций с уклоном до 30º

На стропильные ноги крыш указанной крутизны действует лишь изгибающее напряжение. Рассчитываются они на максимальный момент изгиба с приложением всех видов нагрузки. Причем временные, т.е. климатические нагрузки используются в вычислениях по максимальным показателям.

Читайте также:  Как сделать двускатную крышу гаража своими руками

У стропилин, имеющих только опоры под обоими собственными краями, точка максимального изгиба будет находиться в самом центре стропильной ноги. Если стропилина уложена на три опоры и составлена из двух простых балок, то моменты максимального изгиба придутся на середины обоих пролетов.

У цельной стропилины на трех опорах максимальный изгиб будет в районе центральной опоры, но т.к. под изгибающимся участком находится опора, то направлен он будет вверх, а не так как у предыдущих случаев вниз.

Для нормальной работы стропильных ног в системе необходимо выполнить два правила:

  • Внутреннее напряжение, сформированное в стропилине при изгибе в результате приложенной к ней нагрузки, обязано быть меньше расчетного значения сопротивления пиломатериала на изгиб.
  • Прогиб стропильной ноги должен быть меньше нормируемого значения прогиба, который определен соотношением L/200, т.е. прогнуться элементу разрешается только на одну двухсотую долю его реальной длины.

Дальнейшие вычисления состоят в последовательном подборе размеров стропильной ноги, которые в результате удовлетворят указанным условиям. Для вычисления сечения имеются две формулы. Одна из них используется для определения высоты доски или бруса по произвольно заданной толщине. Вторая формула применяется для расчета толщины по произвольно заданной высоте.

В вычислениях необязательно пользоваться обеими формулами, достаточно применить только одну. Полученный в итоге расчетов результат проверяют по первому и второму предельному состоянию. Если расчетная величина получился с внушительным запасом по прочности, вводимый в формулу произвольный показатель можно уменьшить, чтобы не переплачивать за материал.

Если расчетная величина момента изгиба получится больше, чем L/200, то произвольное значение увеличивают. Подбор проводится в соответствии со стандартными размерами имеющихся в продаже пиломатериалов. Так подбирают сечение до того момента, пока не будет подсчитан и получен оптимальный вариант.

Рассмотрим простой пример вычислений по формуле b = 6Wh². Предположим, h = 15 см, а W это отношение M/Rизг. Величину М вычислим по формуле g×L2/8, где g – суммарная нагрузка, вертикально направленная на стропильную ногу, а L – это длина пролета, равная 4 м.

Rизг для пиломатериалов из хвойных пород принимаем в соответствии с техническим нормами 130 кг/см2. Допустим, суммарную нагрузку мы рассчитали заранее, и она у нас получилась равной 345 кг/м. Тогда:

M = 345 кг/м × 16м2/8 = 690 кг/м

Чтобы перевести в кг/см делим результат на 100, получаем 0,690 кг/см.

W = 0,690 кг/см/130 кг/см2 = 0,00531 см

B = 6 × 0,00531 см × 152 см = 7,16 см

Округляем результат как положено в большую сторону и получаем, что для устройства стропил с учетом приведенной в примере нагрузки потребуется брус 150×75 мм.

Проверяем результат по обоим состояниям и убеждаемся в том, что нам подходит материал с рассчитанным сейчас сечением. σ = 0,0036; f = 1,39

Для стропильных систем с уклоном свыше 30º

Стропила крыш крутизной более 30º вынуждены сопротивляться не только изгибу, но и силе сжимающей их вдоль собственной оси. В этом случае помимо проверки по описанному выше сопротивлению на изгиб и по величине изгиба нужно рассчитывать стропилины по внутреннему напряжению.

Т.е. действия выполняются в аналогичном порядке, но проверочных расчетов несколько больше. Точно также задается произвольная высота или произвольная толщина пиломатериала, с ее помощью рассчитывается второй параметр сечения, а затем проводится проверка на соответствие вышеперечисленным трем техническим условиям, включая сопротивление сжатию.

При необходимости в усилении несущей способности стропилины вводимые в формулы произвольные значения увеличивают. Если запас прочности достаточно большой и нормативный прогиб ощутимо превышает вычисленное значение, то есть смысл еще раз выполнить расчеты, уменьшив высоту или толщину материала.

Подобрать первоначальные данные для производства расчетов поможет таблица, в которой сведены общепринятые размеры выпускаемых у нас пиломатериалов. Она поможет подобрать сечение и длину стропильных ног для первоначальных вычислений.

Устройство стропильной системы и монтаж

Стропильная система шатровой крыши — довольно сложная конструкция. Кроме того, монтаж конструкции шатровой крыши следует выполнять перед тем, как сделать потолок здания.

Монтаж производится поэтапно:

  • Устанавливают мауэрлат (если стены кирпичные): его крепят внешние несущие стены, предварительно застелив их гидроизоляционным слоем (чаще всего используют рубероид). Если стены из дерева — монтируют обвязку;
  • с противоположных углов устанавливают накосные стропильные доски и скрепляют их в коньке способом крепления затяжек. При этом под углом спиливают верхние концы стропильных досок. Для крепления к мауэрлату рекомендуется использовать врезную балку. При деревянной стене их крепят скобами, если стена из кирпича — предварительно в мауэрлат монтируют арматурные хомуты;
  • в центральной части ферм устанавливают стойки-подпорки;
  • в скатных частях устанавливают раскосы, подкосы, диагональные рейки. Так обеспечивается сопротивляемость ветровым нагрузкам;
  • установка нарожников, подкосов, шпренгелей.

Кроме того, следует правильно рассчитать длину стропильных ног, чтобы обеспечить свес для защиты стены. Если длина недостаточна, то дополнительно крепят доски (кобылки).

Далее можно приступить к монтажу обрешетки и других слоев пирога.