Беседка с четырехскатной крышей
Беседка с вальмовой кровлей станет эталоном дизайнерского решения, а при условии грамотного расчёта и обустройства будет отличаться надёжностью и долговечностью эксплуатации. Собрать четырехскатную крышу будет несложно собственноручно. Такая конструкция подходит для беседки в виде прямоугольника или квадрата. Первый вариант представляет собой сборку вальмовой конструкции с двумя треугольными и таким же количеством трапециевидных скатов. Второй вариант — это шатровая вальмовая крыша, состоящая из 4 равнобедренных треугольных скатов.
Вальмовая крыша для квадратной беседки состоит из четырех одинаковых треугольных секций
Четырехскатная кровля является прекрасным выбором при строительстве беседки, поскольку она допускает применение любых кровельных покрытий, а удобная конструкция обеспечивает свободный угол обзора, её легко можно обустроить, например, в китайском стиле, добавив свесам длины и несколько изогнутых диагональных стропил.
На подготовительном этапе работы делается чертёж будущей крыши с учётом основных факторов:
- веса всех стропил и их дополнительных элементов;
- массы кровельного покрытия и гидроизоляции;
- уровня климатических нагрузок, слоя снежных масс;
- веса строителей, обслуживающих крышу;
- нагрузки от оборудования, которое планируется установить на стропильной системе.
От того, каким будет наклон скатов и какие материалы выбраны для покрытия кровли, напрямую зависят особенности установки, например, шаг расположения реек обрешётки и стропильной системы. И всё это сказывается на общем весе постройки.
Продлить срок службы деревянной беседки можно, предварительно обработав все её элементы специальными антисептическими пропитками, а также огнезащитным средством. Наносятся все эти составы достаточно просто обычной кистью или валиком.
Опорой для четырехскатной крыши беседки могут быть деревянные, кирпичные стены либо стойки опорного каркаса. Если в работе используется кирпич, то конструкция получится капитальной и потребует возведения прочного фундамента, способного выдерживать большие нагрузки. Строительство вальмовой крыши на такой беседке в целом сходно с установкой кровли на жилом доме или другом крупногабаритном строении.
Небольшие вальмовые крыши можно собирать на опорах из столбов, которые предварительно следует хорошо закрепить
Если же беседка устанавливается на деревянные столбы, то следует предварительно проверить прочность закрепления её опор, они должны стоять строго вертикально, а для жёсткости и устойчивости каркаса снизу их перевязывают перемычками. Сверху тоже монтируются перемычки, которые будут являться обвязкой под скатную конструкцию. Из-за высокой нагрузки опоры могут постепенно разойтись, поэтому рекомендуется заранее скрепить их на верхних концах с помощью диагональных перемычек, а в местах стыковки проложить деревянные или стальные накладки.
Пошаговая инструкция по установке вальмовой крыши для беседки
Сначала крепят коньковый брус со специальными подкосами и вертикальными опорами.
- Далее для формирования кровельных скатов укладывают диагональные стропила. Этот этап предполагает возможность увеличения длины свесов с помощью накладных досок – «кобылок», которые удлиняют накосные стропила.
Затем выполняют монтаж центральных и промежуточных стропил и нарожников.
- Для защиты деревянных элементов от воздействия влаги поверх стропил укладывают покрытие из гидроизоляционной мембраны.
На слой гидроизоляции монтируют обрешётку, а при необходимости оборудования дополнительной вентиляции устанавливают и контробрешётку.
На завершающем этапе работы крепят кровельный материал.
Шатровую крышу собирают так же, как и обычную вальмовую, исключая монтаж конькового бруса. При этом производится связка диагональных стропил в коньковый узел.
Видео: строительство беседки и барбекю своими руками
Недостаток опыта строительства кровельных конструкций может негативно сказаться на качестве будущей крыше и степени защиты всего сооружения, поэтому для выполнения подобного рода работ рекомендуется обратиться к профессиональным строительным бригадам. При правильном подходе вальмовая крыша станет прекрасной архитектурной конструкцией дома, беседки и любых других построек.
Внешний вид
Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.
Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:
- Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
- Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
- Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
- Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
- Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.
- Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
- Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.
Плюсы конструкции
Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:
- Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
- Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
- Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
- Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
- Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
- Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.
Минусы конструкции
Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:
- Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
- Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
- Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
- Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.
Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса
Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы
Функции
Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:
- Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
- Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
- Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
- Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.
Функции стропильных систем
Плюсы и минусы
Какие преимущества обеспечивает вальмовая крыша, если взять для сравнения квадратные дома с четырехскатной крышей? Есть ли у ее постройки какие-то сложности? Сейчас выясним.
Достоинства
Первое и основное: наличие наклонных конструктивных элементов позволяет ей успешно противостоять самым сильным порывам ветра. Наклонные скаты обладают гораздо меньшей парусностью по сравнению с вертикальными фронтонами, испытывающим воздействие ветровых нагрузок;
Вальмы обладают меньшей парусностью, чем фронтоны.
- Стропильная система обладает куда большей жесткостью и исключает любые деформации, просто потому, что форма стропильных ног — треугольник, Такая форма, как известно, является жесткой фигурой, основания опираются на мауэрлат и при прочном соединении бруса в углах его устойчивость к деформации ограничена лишь прочностью древесины на сжатие и растяжение;
- Равновысокие свесы по периметру здания эффективно защищают все его стены от дождей даже при умеренном ветре.
Возведение вальмовой крыши вне зависимости от того, какой будет высота конька, сделает ваш дом визуально более низким. Эту особенность трудно отнести к достоинствам или недостаткам; просто помните о ней.
Дом с вальмовой крышей выглядит приземистым.
Недостатки
- Дороговизна. Стропильная система в целом будет несколько более сложной и дорогой, чем у двускатной крыши. Разница в расходах невелика на фоне общей стоимости строительства и обычно не превышает 30% от стоимости пиломатериалов; она в большой степени компенсируется экономией на возведении фронтонов;
- Повышенный расход. Кровельного материала тоже уйдет заметно больше. Треугольная форма вальм и стропильные элементы со скошенными краями дополнительных скатов резко увеличат количество обрезков при использовании крупных листов шифера или металлочерепицы;
- Уменьшение полезной площади. Вальмы заметно уменьшают полезную площадь эксплуатируемого чердака по сравнению с фронтонами. Разница делается особенно чувствительной, если речь идет о жилой мансарде;
- Установка окон. Вальмовая и шатровая крыши вынуждают использовать мансардные окна, требующие исключительно тщательной герметизации соединений с кровлей. Мало того: мансардные окна приходится закрывать в дождливую погоду, поскольку в открытом положении они оставляют часть проема открытой для воды.
Датская и голландская крыши лишены этого недостатка и позволяют смонтировать в чердачном помещении обычные вертикальные окна. Да и расход материала будет меньше — более короткие стропила, стеновые материалы вместо кровельных и т.п.
Датская полувальмовая крыша с чердачным помещением.
Устройство шатровой крыши
Шатровая крыша среди строителей рассматривается как вальмовая четырехскатная конструкция, где коньковый узел из линии преобразовался в точку. Идеальная симметрия кровли возможна только на квадратной коробке.
Каркас кровли состоит из следующих элементов:
- Верхушкой крыши является коньковый узел, напоминающий пик. Он образуется на стыке стропильных ног. Поддерживает все элементы вертикальный опорный столб. Ему попадает основная часть нагрузки от кровельного пирога.
- Четыре треугольных ската, как видно на фото, могут лежать под наклоном от 20 до 50о. Опытные строители считают оптимальный угол скатов 40о.
- Каркас стропильной системы удерживает на себе весь вес кровельного пирога и образует форму скатов. Образованные каркасом геометрические фигуры в виде одинаковых треугольников придают шатровой крыше прочность.
- Кровельный пирог состоит из гидроизоляции, контробрешетки, обрешетки и основного покрытия, в качестве которого может быть металлочерепица, ондулин, шифер и другие подобные материалы. При обустройстве теплого чердака, в состав кровельного пирога добавляют слой теплоизоляции и пароизоляции.
- Свесы являются продолжением кровли и выступают за пределы коробки здания, что можно увидеть на фото. Они защищают фасад от осадков. Оптимальная длина свеса считается 400–500 мм.
Вот в принципе и вся схема шатровой крыши.
Совет! В зависимости от планировки шатровую конструкцию изготавливают из наслонных или висячих стропил. Но если угол уклона скатов больше 40о, желательно монтировать висячий тип стропил.
Характерное строение
Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.
За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.
Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:
- накосные стропилины;
- опоры для диагональных стропильных ног;
- нюансы опирания накосных стропил;
- особенности нарожников.
Накосные стропильные ноги
Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.
Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.
Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.
Типы опор
Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:
- Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
- Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
- Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.
Устройство шпренгеля:
Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.
Нюансы опирания
Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.
При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.
Особенности нарожников
Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.
Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).
Распространенные разновидности крыш в вальмовом исполнении
Каркас вальмовой крыши может иметь различное исполнение. От его формы зависит внешний вид всей конструкции. Она также влияет на классификацию таких крыш. Их форма зависит от конструктивных особенностей стропильной системы.
Классическое исполнение крыши вальмового типа
Этот вариант уже упоминался. Высота свесов такой крыши одинаковая по всему периметру. При этом угловые ребра, которые имеют диагональное расположение, опираются на коньковую балку. Фронтонные части крыши создаются в форме треугольников, а боковые стороны имеют вид трапеций.
Шатровое исполнение крыши вальмового типа
У этого варианта отсутствует коньковая балка. Из-за этого все угловые ребра соединяются в одной самой высокой точке. На диагонально расположенные элементы конструкции опираются рядовые стропила, имеющие меньшую длину.
Вальмовая шатровая кровляИсточник krasnyjdom.com
Шатровая крыша обычно создается на домах с квадратной коробкой. Эта разновидность кровли вальмового типа отличается сложным устройством конькового узла.
Полувальмовое исполнение крыши
Эта разновидность конструкции отличается наличием фронтонов. Они располагаются вертикально и позволяют выполнить монтаж стандартных окон.
Существуют голландские полувальмовые крыши. Они отличаются наличием над каждым из фронтонов треугольного ската.
У полувальмовой крыше в датском исполнении отсутствуют кровельные поверхности в виде треугольников. Все четыре ската у такой конструкции имеет трапециевидную форму. При этом верх торцевых наклонных поверхностей является нижней гранью фронтонов. У датской полувальмовой кровли все четыре свеса располагаются на одном уровне.
Ломаная крыша вальмового типа
Устройство вальмовой кровли в таком исполнении требует больше всего времени и средств. Ведь она отличается наиболее сложной конструкцией, потому что все ее скаты создаются с разной площадью. При этом они еще имеют различный наклон.
Дом с вальмовой ломаной кровлейИсточник spb-vertikal.ru
Такую разновидность кровли еще называют мансардной крышей с четырьмя скатами. Благодаря ломаной конструкции удается рационально использовать пространство под кровлей путем обустройства одного или несколько жилых помещений. Получается даже создать в доме еще один полноценный этаж. Кроме того, постройка приобретает оригинальный внешний вид.
Схема стропильной системы вальмовой крыши
Вальмовые четырехскатные кровли превосходят по сложности возведения обычные двускатные модели. Это объясняется сложностью точной стыковки всех четырех скатов под требуемым уклоном. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника. При формировании стропильной системы и возникают основные трудности устройства вальмовой крыши.
Проект дома с вальмовой крышей учитывает, что уклон скатов должен находиться в пределах от 10 до 60 градусов. На выбор угла наклона влияет количество атмосферных осадков, материал кровельного покрытия, а также то, будет ли использоваться подкровельное пространство под мансардное помещение. В регионах с большим количеством осадков уклон должен быть не менее 45 градусов.
Схемой вальмовой крыши должны быть предусмотрены форма сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса. Помимо этого, в чертежах стропильной системы вальмовой крыши отражается длина конькового прогона, высота крыши, угол наклона скатов, ширина пролетов, методы усиления конструкции и специфика крепления элементов.
Схематическая конструкция вальмовой крыши
Учитывая, что накосные стропильные ноги имеют большую длину и являются опорными для нарожников, они нуждаются в усилении. Для этого применяют шпренгель, балку которого врезают в мауэрлат, а стойкой подпирают накосную ногу. Для усиления стропильной системы практикуют использование ветровой балки. Ее фиксируют с внутренней стороны центральных стропил по диагонали преимущественно с ветреной стороны дома.
В случае когда стропила имеют длину более 4,5 м для их усиления используют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать для стропил брус меньшего сечения. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые не дают стропилам разъехаться. Если затяжки крепятся ближе к коньковому ригелю, они могут служить в качестве основания под обшивку потолка мансардного этажа.
В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность использования наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах выясняется, что параметры бруса не соответствуют требуемой нагрузке, возможно применение клееных или наборных стропильных балок. Эти модифицированные элементы значительно массивней и могут иметь большую длину.
Стропильная система дома с вальмовой кровлей
Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то используют висячие стропильные ноги, которые опираются только на две опоры (на две стены дома). В этом случае стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. Ввиду того что стропильные ноги создают распирающие усилие на стены, применяют деревянную затяжку, которая соединяет между собой стропила. Обычно ее устанавливают внизу у основания стропильных ног.
Когда строение имеет промежуточную несущую стену или средние опорные столбы, используют схему наслонных стропил. В этом варианте стропила одним концом опираются на наружные стены, а для средней части ног опорой являются колонны или внутренняя несущая стена. При такой конструкции стропильные элементы работают на изгиб, подобно балке.
По сравнению с крышей, где используют висячие стропила, конструкция с наслонными стропильными ногами является более легкой. На возведение такой кровли расходуется меньше материалов, что уменьшает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это происходит когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая — нет. Для устройства крыши над таким строением используют оба варианта стропил.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши
Схему стропил вальмовой крыши с выносом применяют, когда необходимо произвести увеличение карниза. В этом случае стропильные ноги будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия такой элемент как мауэрлат можно полностью исключить из конструкционной схемы. Вместо него предлагается применение деревянных выравнивающих прокладок.
