Калькулятор расчета стропильной системы четырехскатной крыши. Вальмовая крыша: расчёт, конструкция и правильный монтаж

Во время строительства дома возникают вопросы, как, например, расчет материала на крышу, которые напрямую связаны с его архитектурной формой – количеством скатов, наличием мансарды и т. д. При составлении проекта конструкции все его параметры должны быть тщательно выверены, чтобы обеспечить ей надежность и безопасность.

Четырехскатная крыша характеризуется двумя треугольными скатами (вальмами) с торцевых сторон. Ее классифицируют в основном как вальмовую, либо как шатровую. Вальмовая состоит из двух треугольников и двух трапеций (боковые скаты – равнобедренные треугольники, а фронтальные – правильные трапеции). Если ее скаты не достигают карниза в нижней точке, то ее называют полувальмовой. Коробка здания в этом случае имеет форму прямоугольника. Если же она представлена в виде квадрата, выполняют шатровую крышу, четыре треугольных ската которой сходятся в единой вершине.

Как рассчитать четырехскатную крышу: размеры основания, уклона

Зная линейные размеры основания и угол наклона ее скатов, можно выполнить расчет четырехскатной крыши. Как правило, его проводят по следующему принципу: скаты делят на несколько элементов, каждый из которых рассчитывается отдельно, после чего полученные результаты суммируют. Таким образом можно подсчитать общую площадь четырехскатной крыши.
Несущая конструкция четырехскатной крыши имеет сложный каркас. Входящие в нее центральные стропила создают лишнюю нагрузку. Помимо этого, стропила должны выдерживать нагрузку покрытия кровли, а также снеговую и ветровую. Поэтому требуется дополнительно рассчитать параметры четырехскатной конструкции, например, вес кровельных и отделочных материалов, климатические особенности региона.

Очевидно, что любая неточность в подсчетах может иметь серьезные последствия, поэтому их проводят с большой аккуратностью и с учетом всех возможных вариантов.

При этом должны быть учтены также следующие показатели:

Грамотный расчет четырехскатной крыши требует учета данных метеорологических служб местности проживания. Для точного определения необходимой высоты кровли и углов наклона всех четырех скатов, необходимы следующие данные: показатели
- силы и скорости ветра в районе строящегося дома;
- интенсивности осадков;
- используемого кровельного материала.
Проектирование и расчеты: делаем проект с помощью чертежа

Прежде чем начать работы по обустройству крыши, ее необходимо спроектировать, рассчитать и выполнить чертеж будущей четырехскатной конструкции.

Уклон наклона скатов в зависимости от предназначения чердака, атмосферных нагрузок и типа материала для кровли колеблется в пределах 5º–60º.

В регионах с частыми сильными ветрами или с малым количеством осадков наклон скатов – небольшой, а в местностях со значительными снеговыми нагрузками и частыми дождями – существенно больше, 48–60º.

В свою очередь, на основе угла наклона выбирают материал для кровли:
- 5º–18º – рулонное покрытие,
- 14º–60º – кровельный металл, асбестоцементные листы;
- 30º–60º – черепичная.
Высота конька четырехскатной крыши при данном уклоне скатов рассчитывается по тригонометрическим формулам для прямоугольных треугольников.

Проект дома с четырехскатной крышей начинают с расчета стропил. Их сечение зависит от угла наклона скатов и суммарного значения ожидаемых общих нагрузок: веса конструкции стропил, кровельного пирога, снеговых и ветровых нагрузок. Минимальный запас прочности стропил должен составлять 1.4.

С помощью вычислений определяют также:
- шаг стропил и их несущая способность,
- какие использовать стропила – наслонные или висячие,
- необходимость дополнительных элементов: раскосов, способствующих уменьшению нагрузки на стропила, или затяжек, предохраняющих конструкцию от расшатывания,
- необходимость в наращивании длины стропил или сдваивании балки для их усиления и т. д.
При проектировании стропильную систему рассчитывают:
- на прочность – стропила не должны сломаться;
- на степень деформации при определенных параметрах, например, прогиб стропил для мансардных кровель не должен превышать 0, 4% их длины.
Особенности расчета нагрузки на стропильную систему

Стропильная система находится под воздействием постоянных и временных нагрузок.
К первым причисляют массу кровли, обрешетки и контробрешетки , прогонов и самих стропил, а ко вторым – ветровые, снеговые и полезные – это нагрузка от потолков, водогрейных баков, вентиляционных камер и прочего, подвешенных к фермам.

Параметр расчета снеговых нагрузок для средних широт страны по стандарту составляет 180 кг/м² на горизонтальную проекцию кровли. Накопившись, снеговой мешок может увеличить это значение до 400–450 кг/м². Для этих же регионов расчетный параметр для ветровых нагрузок – 35 кг/м².

При наклоне скатов более 60° не учитывается снеговая нагрузка, а при наклоне менее 30° – не учитывается ветровая. Параметры этих нагрузок могут быть скорректированы за счет имеющихся поправочных коэффициентов, в которых учтены местные климатические условия. Общую массу кровли вычисляют, исходя из площади сооружения и используемых материалов.

Планирование будущего облика крыши дома практически всегда упирается в проблему проверки спроектированной стропильной системы на прочность, жесткость и устойчивость. Очень красивые и изящные на бумаге четырехскатные, шатровые, ломаные, вальмовые и полувальмовые конструкции на практике требуют от застройщика знаний и понимания того, как рассчитать вальмовую крышу наиболее понятным и доступным способом. Чем сложнее и замысловатее компонуется кровельная конструкция, тем сложнее рассчитать ее характеристики и получить достоверный результат.

Что значит правильно рассчитать крышу

Существует несколько основных методик, позволяющих рассчитать вальмовую крышу дома с относительно небольшой погрешностью. Все они широко используются в повседневном проектировании и многократно проверены на практике. Для частного застройщика-непрофессионала можно использовать три способа, позволяющие рассчитать параметры кровли, владея знаниями в пределах школьного курса математики:

Табличный способ расчета, самый любимый и широко используемый в проектировании вальмовых и любых других стандартных кровельных схем. Он позволяет рассчитать основные параметры конструкции кровли, используя табличные данные, сведенные в справочники и методички;
Рассчитать параметры на основании тригонометрических формул и простейшей модели вальмовой крыши. Графическим построением и вычерчиванием будущей вальмовой конструкции в увеличенном масштабе можно получить все необходимые сведения о параметрах кровли простым измерением;
Использование готовых программ и онлайн калькуляторов. Сделать подобный объем работы вручную, рассчитать прочность и геометрию крыши без базового образования и подготовки другим способом практически невозможно.

Специализированных программ существует превеликое множество, и нередко правильно подобрать правильный программный комплекс на сегодня значительно сложнее, чем рассчитать с его помощью геометрию вальмовой крыши.

К сведению! Полноценные программные комплексы обладают высокой гибкостью настройки и позволяют рассчитать самые сложные варианты, например, сделать расчет вальмовой крыши с эркером.

Как и с любой другой программой, при работе с АСПСК нужно понимать суть расчетов, при необходимости уметь выполнить проверочный расчет угла вальмовой крыши с помощью школьных тригонометрических формул. На сегодняшний день практически все более-менее сложные расчеты выполняются с применением всего трех основных методик. Даже опытные и уверенные в своих силах инженеры-проектировщики и архитекторы предпочитают выполнять расчет четырехскатной вальмовой крыши с обязательной перепроверкой, что называется, «на бумажке».

Что такое вальмовая крыша, и почему нужно ее рассчитать

Вальмовая схема на сегодняшний день применяется в 90 случаях из 100 при строительстве новых и ремонте старых домов. Четырехскатная крыша, вальмовой или полувальмовой схемы, обладает целым радом преимуществ:

Конструкция получается достаточно компактной, с хорошей устойчивостью к горизонтально ветровой нагрузке, давлению дождевой воды и снеговых пластов;
Вальмовая кровельная схема позволяет снизить до минимума потери тепла через кровельное покрытие и ликвидировать затекание воды через фронтоны, чем нередко страдают двухскатные кровельные схемы;
Вес стропильного каркаса и кровельного материала вальмовой крыши меньше, чем у традиционных двухскатных конструкций, но стоимость работ по сборке и обустройству значительно выше.

Если рассчитать крышу по всем правилам, стоимость обустройства кровли лишь ненамного превысит традиционные односкатные и двухскатные конструкции. В результате, потратив некоторые ресурсы на то, чтобы рассчитать оптимальные параметры вальмовой крыши, можно максимально оптимизировать затраты, и одновременно получить наиболее прочную, теплую и долговечную кровельную конструкцию.

Особенности применения различных методик расчета вальмовой крыши

Кроме прочности и устойчивости конструкции, немаловажной информацией является расход материалов, прежде всего дорогостоящих, длинномерного бруса и бревен, утеплителя и кровельного покрытия. Прежде чем рассчитать выбранный вариант на жесткость и прогиб стропильных балок, выполняют предварительный выбор и расчет угла вальмовой крыши. От данного параметра зависит:

Подбор высоты конька и характер кровельного материала, планируемого к использованию в конструкции вальмовой кровли;
Опираясь на значение угла и кровельный материал, можно выполнить расчет площади вальмовой крыши и размер силовых элементов.

Зная параметры кровли, элементов стропильного каркаса, несложно будет рассчитать общий вес вальмовой конструкции и стоимость материалов. Можно рассчитать затраты на возведение крыши и величину давления на стены и фундамент здания.

Простейший расчет геометрии вальмовой крыши

Для предварительного расчета каркаса вальмовой кровли можно использовать упрощенную модель, приведенную на рисунке ниже.

В качестве исходных параметров принимаем размеры основания кровли или коробки здания. Перед тем как рассчитать площадь вальмовой крыши, необходимо решить вопрос угла наклона. Обычно заказчик предлагает несколько вариантов кровельного покрытия, для каждого из них существует свой оптимальный угол наклона. Вторым фактором, который необходимо знать, чтобы правильно рассчитать несущую способность крыши, является максимальная толщина и вес снегового покрова. Для более высоких широт угол вальмовой крыши выбирают не менее 30 о и даже 45 о, что позволяет не учитывать давление снежной массы на стропила.

Важно! Упрощенная модель шатровой крыши может использоваться для того, чтобы рассчитать любую вальмовую конструкцию. Например, для расчета площади классического варианта крыши с двумя короткими вальмами и двумя удлиненными вальмовыми скатами достаточно добавить к площади шатровой кровли величину поверхности прямоугольников скатов, образованных коньковой балкой и длинной рядовой стропильной ногой.

После выбора угла необходимо рассчитать конек вальмовой крыши, сделать это несложно, по формуле синуса или тангенса угла прямоугольного треугольника. Используя тригонометрические формулы, можно рассчитать длину рядовых и угловых стропил, но на практике чаще всего размеры отдельных элементов стропильного каркаса просто пересчитывают по коэффициентам из таблиц. Зная угол наклона и длину рядового стропила, можно рассчитать угловые и промежуточные значения.

После того как стали известны предварительные значения размеров конька, наслонных и рядовых стропил, необходимо составить точный чертеж вальмовой крыши, на котором графическим способом можно рассчитать и точнее измерить получившиеся детали дополнительных силовых элементов. Таким способом выполнялся расчет деревянных остовов кораблей, мостов, сложные конструкции зданий из камня и дерева на протяжении нескольких веков, пока не появились современные математические методы.

При использовании достаточно маленького масштаба, примерно 1:7 или 1:10, можно графическим методом рассчитать на готовом чертеже абсолютно все детали вальмовой крыши. Как ни странно, но точность такого расчета лишь немногим превышает стандартную величину, принятую для рядовых инженерных расчетов. Тем более, при составлении деталировки и расчете размеров заготовок под конкретные детали, например, под стропильные балки или подкосы, длину и сечение выбирают с требуемым припуском на обрезку или шлифовку поверхности бруса.

Только после прорисовки чернового чертежа конструкции можно приступать к выполнению самого ответственного этапа - проведению расчета на прочность и жесткость, или чаще всего - максимальную величину прогиба стропил, коньковой балки, свесов и других элементов конструкции. Проще всего рассчитать параметры крыши, используя готовую программу.

Методика расчета вальмовой крыши с помощью программ

В простейшем случае выполнить проверку и рассчитать предварительные сведения и характеристики вальмовой крыши можно с помощью онлайн калькулятора. Компании, предоставляющие онлайновые программные комплексы, используют готовые модули, в которых заложены основные требования строительных норм и правил «Нагрузки и воздействия», а также определяющие положения ТКП 45-5.05-146-2009. Правда, рассчитать такой калькулятор сможет лишь наиболее простой вариант вальмовой крыши.

Для расчета потребуется ввести лишь ограниченный набор основных сведений о конструкции кровли:

Размеры основания или мауэрлата крыши;
Угол наклона скатов;
Длину торцевых и боковых свесов;
Материалы для изготовления несущих элементов и кровельного покрытия;
Шаг стропильных ног и обрешетки;
Данные о ветровой и снеговой нагрузке для конкретного региона.

На выходе калькулятор программа выдает достаточно большой объем информации. Прежде всего, проверяется соответствие заложенного угла наклона стропил выбранному материалу для кровельного покрытия. Вторым пунктом программа попробует рассчитать площадь кровли с учетом свесов и общую нагрузку на стропильную систему по заданным углам наклона вальмы и боковых скатов, отдельно для чистого кровельного материала и отдельно под максимальным слоем снега.

На втором этапе выдаются параметры стропильной системы:

Длина вальмовых, угловых и рядовых стропил;
Количество стропильных ног на каждой части вальмовой крыши;
Общий вес стропильного каркаса и рекомендуемое сечение для каждой из стропил.

В результате работы программы можно дополнительно узнать объем пиломатериалов и площадь кровельного покрытия. Полученные данные позволяют рассчитать затраты и стоимость материалов на изготовление крыши. В некоторых калькуляторах можно получать несколько вариантов расчетов, но чаще всего рассчитывать наиболее дешевый и прочный вариант приходится самостоятельно. В среднем, для получения наиболее оптимальной схемы наклона и размеров стропил, приходится отработать не менее 30-35 различных вариантов. К стоимости обычно добавляют 10-12% на издержки, связанные с подготовкой к стройке и доставкой к месту строительства.

Заключение

Существенным недостатком таких калькуляторов является упрощенная схема, по которой приходится рассчитывать параметры вальмовой крыши. Простая онлайн программа не дает ответа на основной вопрос — насколько устойчивым и жестким будет каркас, и какова будет величина максимального прогиба стропил и обрешетки в самых неблагоприятных условиях нагружения. Поэтому сложные варианты кровельных конструкций лучше всего рассчитывать с помощью специализированных программных комплексов АСПСК.

С помощью калькулятора по расчету вальмовой крыши можно определить угол наклона, количество обрешетки и рассчитать стропильную систему. Также вам будет дана подробная информация о необходимом объеме строительных материалов. Выполните онлайн расчет вальмовой крыши дома.

Укажите кровельный материал:

Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)

кг/м 2

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания B (см)

Угол наклона крыши α (град)

Длина боковых свесов C (см)

Длина торцевых свесов D (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
(см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Ia I II III IV V VI VII

Высота до конька здания

5 м от 5 м до 10 м от 10 м

Тип местности

Открытая местность Закрытая местность Городские районы

Результаты расчетов

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Высота подъёма: 0 см.

Длина конькового бруса: 0 см.

Площадь поверхности крыши: 0 м.

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина боковых стропил: 0 см.

Длина диагональных стропил: 0 см.

Количество вальмовых стропил: 0 шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество боковых стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

О калькуляторе

Онлайн-калькулятор вальмовой крыши поможет рассчитать её параметры: объём кровельных и изоляционных материалов, обрешётки, прочность стропильной системы, корректность угла наклона кровельных скатов. В базе калькулятора содержатся сведения о большинстве кровельных материалов. Это металлочерепица, битумная, керамическая и цементно-песчаная черепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин и другие материалы. Поэтому воспользовавшись данным калькулятором вы сможете более точно рассчитать конструкцию и определиться с будущей постройкой. В данном калькуляторе рассматривается классический вариант вальмовой крыши с равными скатами и равными углами скатов по отношению к основанию крыши.

Прежде чем конструировать вальмовую крышу, ознакомьтесь с нормативными документами, такими, как СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

Вальмовая крыша представляет собой своеобразный вариант двускатной крыши, но в профиль представляющей форму трапеции. На торцах вальмовой крыши находятся скаты, по форме напоминающие треугольники (так называемые вальмы). Крыша имеет в общей сложности 4 ската (два боковых и два торцевых) и 4 ребра (так называемые диагональные стропила).

Такая конструкция хоть и сложнее обычных двускатных крыш, но имеет свои преимущества, к тому же вальмовая крыша прекрасно выглядит.

Существуют также полувальмовые крыши, в которых вальмовые скаты меньше по длине и не достигают карниза.

Для отделки вальмовой крыши можно использовать всевозможные кровельные материалы. При их выборе следует учесть особенности климата вашего региона и обратить внимание на предъявляемые материалами эксплуатационные характеристики.

При заполнении полей калькулятора вы можете узнать дополнительную информацию, расположенную под знаком .

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по данному калькулятору, вы можете написать нам, используя форму комментариев внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона крыши

Здесь вы увидите сообщение о том, соответствует ли указанный угол наклона крыши нормам по кровельному материалу. Если угол не будет соответствовать, то вам будет рекомендовано его изменить.

Высота подъёма

Высота крыши от ее основания до конька (свесы не учитываются).

Длина конькового бруса

Коньковый брус будет иметь данную длину между вальмами.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности, включая имеющиеся свесы. Данный параметр поможет вам рассчитать необходимые материалы для строительства.

Примерный вес кровельного материала

Суммарная масса выбранного кровельного материала, необходимого для крыши заданных размеров.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое количество изоляционного материала. Указано количество в рулонах, исходя из стандарт — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 %.

Нагрузка на стропильную систему

Максимальный вес, оказываемый на стропильную систему. Учитываются ветровые и снеговые нагрузки выбранного региона, угол наклона крыши, а также вес всей конструкции.

Длина боковых стропил

Расчетная длина стропил с учетом свесов.

Длина диагональных (накосных) стропил

Длина каждого из четырёх диагональных стропил (рёбер).

Количество боковых и вальмовых стропил

Общее количество стропил для боковых и вальмовых скатов, не считая четырёх диагональных стропил.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

В первой колонке указаны сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород . Здесь указаны сечения, которые можно использовать при постройке вальмовой крыши с заданными параметрами. Отправной точкой расчетов служит суммарная нагрузка на конструкцию. После чего определяется соответствующее сечение стропил, представленное в данной таблице.
Во второй колонке указан суммарный вес стропил, который бы получился, если использовать их для возведения всей крыши.
В третьей колонке указан суммарный объем стропил в кубических метрах. Этот показатель может вам пригодиться при расчете стоимости.

Количество рядов обрешетки

Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли с заданными параметрами. Обязательно уточните необходимое количество рядов обрешетки для выбранного кровельного материала, это вы можете сделать у продавцов кровельных материалов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Чтобы равномерно расположить обрешетку, следует использовать указанный здесь шаг. Он обеспечит необходимую прочность кровли и сэкономит материал.

Объем досок обрешетки

Объем досок на обрешетку (для всей крыши). Это значение поможет вам при расчете стоимости пиломатериала.

Четырёхскатные кровельные конструкции имеют не только эффектный и привлекательный внешний вид, но и обладают множеством прочих достоинств. Однако расчет четырехскатных крыш и их элементов, а также их монтаж являются делом технически сложным, и не могут быть осуществлены без тщательного ознакомления с особенностями данного процесса.

Разновидности четырехскатных крыш

Крыши с четырьмя кровельными скатами имеют довольно много разновидностей, наиболее распространённые из которых следующие:

вальмовые;
шатровые;
полувальмовые;
ломаные.

Существуют и другие варианты четырёхскатных кровель, однако встречаются они значительно реже.

Вальмовые крыши имеют два треугольных торцевых и два трапециевидных ската. Торцевые скаты называются вальмами и простираются от конька вверху до карниза в нижней части. Подобная конструкция делает такую крышу оптимальным вариантом для быстрого схождения с нее осадков. В то же время, по причине технологических особенностей строения, расчет четырехскатной вальмовой крыши и монтажные работы по ее установке наиболее сложны для исполнения.

Скаты шатровых крыш представляют собой четыре треугольника с равными боковыми сторонами. Основания этих треугольных скатов образуют квадрат. Расчет площади четырехскатной крыши такого типа технически также довольно сложен, хотя и несколько проще по сравнению с предыдущим вариантом. Такие крыши достаточно часто делают на беседках. Перед тем, как сделать четырехскатную крышу для беседки , необходимо выполнить тщательные расчеты.

Довольно большое распространение имеет также другая разновидность четырёхскатных крыш – полувальмовые. Они представляют собой нечто среднее между вальмовой и обычной двухскатной крышей. Необходимо знать, как сделать расчет полувальмовой крыши правильно. Особенностью конструкции таких крыш является отсутствие острых углов, а фронтон у них выполнен в форме трапеции. Зная, как рассчитать площадь фронтона , можно сразу же заказать материал для обшивки фронтона. Функциональным преимуществом полувальмовых крыш является их высокая устойчивость к сильным ветровым нагрузкам. Проектировочно-монтажные работы здесь могут иметь некоторые особенности, и если говорить о том, как правильно рассчитать четырехскатную крышу такого типа, то следует учитывать погодные условия местности. Там, где часто имеют место снегопады, обустраиваются более крутые скаты и небольшие навесы, а в менее заснеженных регионах – наоборот.

Ломаные четырёхскатные крыши также встречаются довольно часто. Их особенность состоит в том, что геометрически их торцевые участки представляют собой ломаную линию, откуда и произошло такое название. Преимущество ломаных четырёхскатных крыш состоит в том, что они имеют привлекательный внешний вид и дают возможность максимально эффективно использовать жилое пространство. Немаловажное значение имеет и тот факт, что такие крыши имеют относительно несложную стропильную систему. В то же время вопрос о том, как рассчитать площадь четырехскатной кровли ломаного типа, достаточно сложен, и обычно производится профессионалами в строительном деле.

В целом, расчет четырехскатных кровель любого вида, а соответственно и их монтаж, являются делом нелегким, требующим определенного мастерства и опыта в сфере строительных работ.

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.

Если расположение несущих стен не позволяет использовать их в качестве опоры для прогонной рамы, тогда с этой целью обустраивается мощное перекрытие, например из бетонных плит. Прочность перекрытия должна быть достаточной, чтобы выдерживать тяжесть стропильной системы, всех компонентов кровельного покрытия и возникающих внешних нагрузок.

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.

Монтажные работы ещё более усложняются в том случае, если обустраивается вальмовая крыша с дополнительными пристройками. В этом случае вопрос о том, как рассчитать квадратуру четырехскатной крыши и ее прочие параметры, представляет собой нелегкую задачу, для решения которой сложная конструкция крыши условно разбивается на несколько простых участков, а затем для каждого из них подсчеты производятся отдельно.

Основные этапы монтажа стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

Процесс сооружения стропильной системы четырёхскатной вальмовой крыши состоит из следующих последовательных этапов:

Монтаж рамы для конькового прогона.
Установка вначале наслонной, а затем центральной частей стропильной конструкции.
Разметка посредством шнура или верёвки направлений монтажа диагональных брусьев.
Монтаж диагональных стропильных ног в соответствии с произведённой разметкой.
Установка укороченных стропильных ног – нарожников – упирающихся в диагональные стропила.
Обшивка ветровой доской по периметру кровли.

Укороченные стропильные ноги, называемые нарожниками, образуют плоскость для расположения вальмовых кровельных скатов. Диагональные стропила, в которые упираются нарожники, чаще всего выполняют из сдвоенных сшитых досок, что способствует увеличению их несущей способности. Это имеет важное значение, поскольку нагрузка на них превосходит нагрузку на обычные стропила приблизительно в полтора раза. Если диагональные стропильные брусья перекрывают большую зону, тогда для придания им дополнительной прочности производится установка дополнительных опор: подкосов, шпренгелей или стоек из бруса.

Как видно, процесс обустройства стропильной системы вальмовой крыши имеет большое число нюансов, которые должны тщательно учитываться при проведении расчетов и монтажных работ.

Обустройство чердака

Четырёхскатное кровельное покрытие может быть устроено над готовым мансардным помещением либо над хозяйственной постройкой, над которыми нет смысла обустраивать отдельный чердак. Если же такая крыша устанавливается над жилым строением без мансарды, тогда потребность в обустройстве чердака обычно присутствует. Чердачные четырёхскатные крыши широко распространены в жилом строительстве.

В то же время следует отметить, что чердачные помещения четырёхскатных крыш обычно не предназначаются для активной и частой эксплуатации, поскольку скошенность различных поверхностей кровли приводит к значительным неудобствам в этом плане. Для того, чтобы чердак был пригоден к эксплуатации в качестве отдельного хозяйственного помещения, придётся существенно увеличить его высоту и габариты. В этом случае, расход материалов также окажется значительно большим. Все эти нюансы следует учесть до того, как рассчитать высоту четырехскатной крыши, чтобы чердачное помещение отвечало требованиям и запросам хозяев жилища.

Следует сказать также несколько слов о том, как рассчитать высоту конька четырехскатной крыши. Коньковая конструкция, как правило, является центральной и наиболее возвышенной частью кровельного сооружения. Вопрос, на какой высоте её устанавливать, в целом также зависит от предполагаемого использования подкровельного пространства, а также от личных предпочтений хозяев дома. Более высокая крыша обеспечит более эффективное использование чердака или мансарды. В то же время крыша небольшой высоты является оптимальным вариантом в плане экономичности, минимального расхода материалов и трудовых затрат.

Параметры, которые следует просчитать при обустройстве четырехскатной крыши

Если говорить о необходимых расчетах перед проведением монтажных работ, прежде всего следует упомянуть о том, как посчитать площадь кровли четырехскатной крыши. Правильным вариантом здесь является подсчёт для каждого из кровельных скатов в отдельности, с последующим сложением полученных результатов. При этом используются стандартные математические формулы для вычисления площади тех или иных геометрических фигур.

Так, например, если скат имеет треугольную форму, то из вершины его посредством веревки или шнура проводится перпендикулярная линия к основанию, называемая высотой. Далее эта самая высота треугольного ската умножается на длину основания, а полученная сумма делится пополам. Результат будет площадью треугольного кровельного ската.

Для трапециевидных скатов формула несколько другая: вначале складывается длина верхнего и нижнего оснований трапеции, затем сумма их делится пополам и умножается на высоту ската.

Другим важным моментом при расчете четырехскатной кровли является определение необходимого расстояния между стропильными брусьями. Величина промежутков зависит главным образом от материала кровельного покрытия. Так, например, для металлочерепицы и профнастила она составляет 60-90 сантиметров, а для битумной черепицы – 100-120 сантиметров, поскольку в последнем случае кровля укладывается на сплошную обрешетку из листовой фанеры.

Расчет - что и как рассчитать нужно

Немаловажное значение имеет и правильный выбор угла наклона кровельных скатов, где требуется учитывать ряд факторов:

Вес кровельного покрытия – чем он больше, тем круче следует обустраивать кровлю.
Размеры элементов покрытия. Если они малы и стыковых участков между ними много, тогда повышается вероятность проникновения между ними воды, а потому скаты должны располагаться под более высоким углом.
Климат местности. В тех районах, где случаются частые снегопады, скаты крыш следует располагать более круто, что обеспечивает быстрое схождение осадков.
Правила противопожарной безопасности для чердачных крыш. В соответствии с ними, при больших размерах чердака должен иметься сквозной проход через него высотой в 160 сантиметров и шириной в 120 сантиметров. Если же чердак маленький (до 2 метров в длину), тогда минимальные размеры прохода должны составлять 120 и 90 сантиметров соответственно.
Высота дымохода для каминных и печных сооружений. Общая высота вместе с наружной частью, выходящей за пределы крыши, должна составлять как минимум 5 метров. Разумеется, подобный вариант обогрева не подойдёт для небольших строений с пологими крышами.

Размер сечения стропильных брусьев также может быть различным, и зависит от общей нагрузки, выпадающей на стропильную систему. Суммарная нагрузка определяется весом кровельного пирога и давлением внешних факторов, таких как ветер и снег. Соответственно, здесь также имеют значение материал кровельного покрытия и климат местности. Понятно, что чем больше нагрузка на стропильную конструкцию, тем большее сечение должны иметь брусья стропил.

Помимо вышеперечисленных нюансов, есть и некоторые другие особенности, которые следует учитывать при выборе четырехскатной крыши для дома:

Конструкция четырехскатной кровли позволяет обустраивать большие свесы со всех четырех сторон, обеспечив защиту фасада и стен от осадков.
Хотя в целом четырехскатная кровельная конструкция обходится дороже двухскатной, однако, вследствие отсутствия необходимости в обустройстве фронтонов, разница эта не столь велика.
Если четырехскатная кровля предназначается для мансардного строения, тогда визуально оно будет выглядеть более низким, что следует учитывать при проектировке.
Монтаж любой разновидности четырехскатной кровли следует начинать с коньковой конструкции. Мауэрлат должен быть надежно зафиксирован и соединен на угловых участках, а стойки прогонной рамы должны иметь прочное основание.
Для фиксации различных кровельных элементов рекомендуется использовать современные металлические крепежные изделия.
По окончании всех работ, до того, как посчитать четырехскатную крышу дома полностью готовой к эксплуатации, следует ещё раз произвести ревизию всех конструкций, элементов и стыковых соединений.
Поскольку возведение четырехскатной крыши представляет из себя непростую задачу, браться за нее можно только при наличии достаточной уверенности в себе. В противном случае, наиболее правильным решением будет доверить монтажные работы специалистам.