Стропильная система вальмовой крыши — особенности конструкции и проведения расчетов

Вальмовая крыша относится к четырехскатным конструкциям, стропильная система данного типа крыши образует четыре ската, два из которых в форме трапеции своими верхними гранями соединяются на коньковом прогоне, а боковые скаты образуют треугольники. Эти треугольные скаты носят название вальма.

Конструкция вальмовой крыши отличается рядом преимуществ:

  • Удобство для создания мансардного этажа;
  • Экономичность (с точки зрения расхода строительных материалов);
  • Интересный внешний вид.

При этом обустройство данного типа кровли сопряжено с рядом трудностей и требует проведения особых расчетов при планировании системы стропил.

ul

Содержание

Особенности стропильной системы

Стропильная система вальмовой крыши предполагает ряд отличительных элементов, которые и определяют ее отличительную конструкцию. Знание этих особенностей необходимо для проведения расчетов стропильной системы и ее возведения.

Виды стропил вальмовой крыши

Стропила в конструкции вальмовой крыши разделяются на несколько типов:

  • Угловые стропила. Одним краем стоят на мауэрлате, другим должны опираться на одну из оконечностей конькового бруса.
  • В симметричной вальмовой крыше предусмотрено 4 угловых стропила, которые формируют вальму. Угловые стропила имеют самую большую длину и потому часто нуждаются в укреплении и опоре;
  • Центральные стропила монтируются на мауэрлат и край конькового прогона. Схема данной кровли задействует 4 таких элемента, по паре на каждый трапециевидный скат кровли;
  • Центральные вальмовые стропильные ноги разделяют вальмы кровли на две равные части. Устройство стропильной системы вальмовой крыши подразумевает наличие 2 подобных элементов.
  • Промежуточные стропильные ноги подобны центральным и монтируются к таким же точкам опоры. Их количество варьируется от размера крыши и длины конька. Если кровля небольшая, они могут отсутствовать.
  • Укороченные стропильные ноги занимают свое место в углах крыши. Опирающиеся на мауэрлат и угловые стропила, они меньшего размера по сравнению с другими стропилами размер, который становится меньше к углу.

Элементы усиления системы

Вальмовая крыша относится к сложным кровельным сооружениям, ее стропильная система нуждается в особом усилении. Элементы, отвечающие за прочность кровельного объекта, подразделяются на несколько типов:

  • Особого усиления требуют длинные угловые стропила. Их укрепление возможно шпренгелем – угловой балкой, которая представляет перевернутую букву «Т» и нижней частью устанавливается на мауэрлат, а верхней упирается в угловое стропило. Подпор диагональных стропильных ног возможно подкосами с опорой на балки перекрытия или центральный лежень;
  • Затяжки скрепляют пары стропил. Они могут дополнительно нести функцию балок перекрытия или помещаться ближе к коньку и быть основой для формирования полотка чердачного помещения;
  • Стойки укрепляют коньковый брус. Нижней опорой стоек может быть лежень, если по центру здания имеется капитальная стена для его укладки, или они могут быть установлены на балки перекрытия;
  • При длине промежуточных стропил более 4 м их также укрепляют диагональными стойками под углом 45-60° с опорой стропил на балки перекрытия;
  • При возведении крыши в регионе с сильной ветровой нагрузкой целесообразно использование ветровой опоры, которая набивается к стропилам со стороны наибольшего ветрового удара.

ul

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

  • Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
  • При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

  • Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
  • Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
  • Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
  • Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

  • Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
  • Пенополистирол требует шага в 60 см;
  • Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

  • Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
  • Менее 4 м – 50*200 мм;
  • Менее 5 м – 75*175 мм;
  • Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

ul

Эскиз крыши

Прежде чем приступать к монтажу кровельной конструкции рекомендуем выполнить ее эскиз в масштабе. Этот эскиз будет своего рода макетом и инструкцией по созданию вальмовой крыши:

  • Рисуем дом в двух проекция (анфас и профиль) соблюдая все пропорции в масштабе;
  • Отмечаем на проекции анфас высоту конька и выбранный угол скатов;
  • Определяемся с длиной конькового прогона на проекции дома в профиль;
  • На схемах наносим шаг стропил, вычерчиваем все стропильные ноги;
  • Дополняем эскиз необходимыми отметками для усиливающих элементов системы.

Данный эскиз не только поможет визуализировать будущую кровлю, но и станет своеобразной инструкцией по ее возведению. Кроме того, данный чертеж поможет определиться с необходимым количеством строительных материалов.

ul

Какими должны быть стропила для крыш

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

  • металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
  • деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
  • деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
  • железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
  • смешанные или комбинированные системы.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил — дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.

Первое, и самое главное – прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил – треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.

Малая масса. Тяжелая крыша – это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа – хвойные породы дерева небольшой влажности.

Каким требованиям должно отвечать дерево:

  • 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
  • Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
  • Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
  • Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.

ul

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

  1. Мауэрлат. Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
  2. Стропильная нога. Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
  3. Затяжка. Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
  4. Прогон. Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
  5. Обрешетка. Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
  6. Стойки/подкосы. «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
  7. Свес. Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
  8. Конек. Место, в котором закрепляются скаты.
  9. Кобылки. Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.

Элементы стропильной системы

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы – потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

ul

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

висячая стропильная система

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Важные дополнения:

  • Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
  • Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
  • На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

стропильная система наслонного вида

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки.  В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Особенности:

  • Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
  • Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
  • Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
  • Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
  • Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
  • Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
  • В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

схема стропил для двускатной конструкции крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

наслонная стропильная система двускатной крыши

Вальмовые или четырехскатные

стропила вальмовой крыши

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

конструкция ломанная крыша

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

ul

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

крепление стропильной системы

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием – еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

  1. Небольшой расход на одну единицу древесины.
  2. Простота монтажа.
  3. Высокая скорость закрепления.

металлический крепеж для стропилul

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

монтаж стропил двускатной конструкции

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

таблица расчета стропил

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

ul

Расчет покрытия кровли

Чтобы расчеты кровельного материала были как можно точнее, их обычно проводят после установки стропильной системы.

Только после завершения сбора конструкции можно определяться с более подходящим материалом для покрытия кровли.

Выбирают материал, взяв во внимания погодные условия на местности, количество осадков и располагающих для строительства финансов.

Кроме этого, количество материала всегда больше, чем площадь крыши.

Помимо того, что уложенные материалы для тепло-, паро-игидроизоляции влияют на это значение, прибавку дает и способ укладки материала, который проводят зачастую внахлест.

Дополнительно на количество кровельного материала влияет наличие добавочных элементов.

Во всех расчетах вам поможет калькулятор вальмовой крыши — онлайн.

Последний нюанс, который стоит учитывать – это количество потерь материала. Учитывая устройство вальмовой разновидности конструкции, которая представлена трапециевидными и треугольными скатами, необходим раскрой материала.

В таком процессе теряется около 30 %. Оптимальным решением, позволяющим избежать столь больших потерь, является использование черепицы битумного типа или штучного материала для кровли.

Стандартный принцип расчета количества кровельного материала:

Рассчитывается площадь общего покрытия крыши;Делится на площадь одного листа материала;При этом учитывается не полная площадь материала для кровли, а на полезную его часть, т. е.

на ту, которая покрывает поверхность. Для этого вычитают из общей площади материала расстояние, которое уходит на стыковку и нахлесты. Обычно такое значение равно 15 см.

Для более ясного представления о расчетах, можно рассмотреть два примера с использованием различного типа кровельного материала: шифер и металлочерепица.

Для шифера пример расчета следующий:

    Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м2.Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м2.Далее, значение общей площади крыши делят на значение полезной площади материала. Если площадь крыши, например, 26,7 м2то количество листов шифера, необходимого для оборудования кровли, равно 20 штук.

Пример расчета для металлочерепицы:

    Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.После этого получившееся значение площади делят на полезную площадь черепицы, в зависимости от ее размера и, соответственно размера нахлествов.

Если конструкция покрытия крыши комбинированная и сложная, то значение перерасхода может достигать 60%.

Калькулятор расчета крыши

ul

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Как и в предыдущих расчетах, процесс определения высоты конька зависит от выбранного угла ската. Несмотря на то, что вальмовая конструкция крыши позволяет соорудить скаты, имеющие разное значение углов, лучше всего делать конструкцию с одинаковыми углами.

Это позволит нагрузке распределяться равномерно и иметь крыше эстетичный внешний облик.

На более конкретное определение такого параметра влияют:

    Фактор повышенной нагрузки от снега предполагает сооружение конструкции с более крутым наклоном.Если ветер в районе расположения дома сильный и порывистый, то рекомендуется уклон делать не больше, чем 30 градусов.Намерение помещение чердака использовать под жилое помещение. В данном случае учитывается удобство передвижения по чердаку и возможность обеспечить все коммуникативные конструкции таим образом, чтобы к ним был свободный доступ в случае необходимости.Покрытие, выбираемое для кровли, также играет немаловажную роль. Выбирая определенный материал, нужно поинтересоваться минимально дозволенными характеристиками в отношении угла ската.

Относительно высоты конька, то определить ее очень просто, зная значение угла ската. В конструкции необходимо условно выделить прямоугольный треугольник, в котором одна из сторон будет искомой высотой.

Формула: h = b / 2 * tanA.

Угол наклона крыши

ul

Особенности возведения

Сама процедура возведения вальмовой крыши условно разделяется на несколько важных этапов:

  • составление чертежей проекта;
  • проведение расчетов;
  • устройство стропильной системы;
  • гидро- и теплоизолирование крыши;
  • проведение кровельных работ.

Все вальмовые крыши имеют стропильную систему, которая состоит из стропильных ног, нарожников, накосных стропил, шпренгельной фермы.

Шпренгельная ферма — это брус или балка, которая подкладывается на мауэрлат стен с угловым сходом. Чтобы данный брус не прогибался в процессе эксплуатации, к нему дополнительно устанавливаются два подкоса. В процессе строительства частного дома подобная конструкция не нуждается в дополнительной проверке всех расчетов. Балка или брус может иметь размер 10х15 см, стойки 10х10 см, а подкосы — 10х5 см.

Нарожники часто называют стропильными полуногами, поскольку с виду напоминают укороченные стропила. Они опираются на накосные стропила.

Накосные стропила направляют к углам торца дома от конька. Обычно они несут повышенную нагрузку. Из-за своеобразного расположения часто их называют диагональными.

Вальмовая крыша стропила

Изначально придется сделать разметку и произвести расчеты вальмовой кровли. Торцы мауэлата должны содержать информацию о том, в каком направлении будет проходить осевая линия. Разметка в данном случае имеет большое значение, поскольку она используется в качестве ориентира для конька. И только после этого можно будет перейти к разметке места установки стропильных ног.

Накосные стропила создаются из двух досок, скрепленных воедино. Важно убедиться в том, что эти доски смогут без проблем выдержать нагрузку, заявленную в расчетах. Если есть подозрения на то, что нагрузка будет слишком большой, в месте стыка досок можно подложить специальную опорную доску. Она будет служить в качестве защитного средства при слишком большой нагрузке на кровлю.

Если пролет перекрывается стропилом на длину до семи метров, специалисты рекомендуют устанавливать один подкос, расположенный вверху. Если длина пролета не больше семи метров, но и не выше девяти, нижняя часть обязательно должна содержать шпренгельную стойку (ферму).

При наличии более длинного стропила крайне желательно сделать так, чтобы он имел дополнительную опору. Если в составе перекрытия, из которого состоит крыша вальмовая, находится железобетонная плита, опора ставится непосредственно на это перекрытие. В другом случае придется использовать дополнительную поперечную балку. На нее устанавливается дополнительная опора.

ul

Монтаж стропильной системы

Главным условием правильно созданной вальмовой кровли является унификация материалов. То есть, конструкция вальмовой крыши не должна содержать в себе разные материалы.

Перед тем, как приступить к непосредственной установке стропильной системы, крепят мауэрлат по верхнему краю стен.

Крыша вальмовая

Далее укладывают центральную балку. Обратите внимание — укладка должна производиться максимально точно — по меткам, нанесенным предварительно на всех торцах дома. Непосредственно на центральную балку крепятся стойки для конькового бруса. Они закрепляются раскосами и упорами. Установленные стойки должны быть строго вертикальными. Для контролирования вертикальности используется отвес и уровень.

На установленные стойки укладывают коньковый брус. Отметим, что это самый главный этап. Правильное его выполнение будет оказывать влияние на дальнейшую геометрию всей без исключения кровли. Коньковые брусья обязательно должны лежать на идентичной высоте от перекрытия дома, сохраняя горизонтальную форму.

Установив коньковый брус, можно приступать к непосредственному устройству вальмовой кровли. Устройство заключается в правильном креплении остальных элементов стропильной системы.

ul

Заключение

Закончив работы по установке элементов стропильной системы, можно приступить к дальнейшему обустройству обрешетки, установке гидро- и теплоизоляционных материалов, а также установке покрытия вальмовой четырехскатной кровли. Обязательным условием является обработка деревянных элементов конструкции специальными антисептическими и противопожарными средствами, которые повысят срок эксплуатации крыши на долгие годы. Обрешетку следует укладывать в перпендикулярной позиции относительно стропил. Ее можно сделать как сплошной, так и с наличием небольших зазоров. Выбор типа обрешетки зависит от подбора кровельного материала.

Вальмовая крыша на домеul

Интересное по теме:

стропильная система двускатной крышиСтропильная система двускатной крыши

стропильная система четырехскатной вальмовой крышиСтропильная система вальмовой крыши

стропильная система домаСтропильная система дома

Также советуем посмотреть:

  • Крыша на балкон и ее устройство
  • Утеплитель для крыши — какой лучше?
  • Крепление стропил к мауэрлату: выбираем крепеж
  • Четырехскатная крыша своими руками

ul

Особенности вальмовой кровли

Чаще всего можно встретить вальмовую крышу с четырьмя скатами, два из которых выполнены в виде треугольника и называются «вальмы».

Эти треугольники расположены по торцам между карнизом и коньком. Фронтальные участки крыши имеют большую площадь и выполнены в форме трапеции.

Конструкция вальмовой крыши основана на стропильной системе, которую монтируют и покрывают выбранным материалом.

Такую крышу перекрывают шифером, черепицей, ондулином и другими материалами.

Вальмовая конструкция состоит из таких составляющих, как:

  • скаты;
  • коньки – места нахождения скатов. На это место крепят специальные элементы крыши там, где пересекаются ребра и скаты;
  • ребра – это часть, которая находится между вальмами и скатами, расположены они могут быть горизонтально или под углом;
  • карниз или карнизный свес – это края кровли, которые выходят за плоскость стен;
  • водоотводные конструкции.

На вальмовой крыше невозможно встретить фронтоны, а слуховые или мансардные окна врезают прямо в скаты.

Вальмовые конструкции имеют множество преимуществ:

  • отлично переносят самые сильные ветровые нагрузки;
  • благодаря жесткости и надежности каркаса форма крыши не искажается с годами;
  • форма четырехскатной крыши позволяет сделать широкие свесы со всех сторон строения, которые защищают верхнюю часть стен от воздействия осадков;
  • в местах свесов стены дольше сохраняют свой первозданный вид, не темнеют и не поддаются разрушению;
  • с такой кровлей дом кажется ниже, форма его более сбалансирована.

Несмотря на все свои достоинства, вальмовая крыша имеет некоторые недостатки:

  • конструкция очень сложная и сделать ее может только опытный мастер;
  • кровля получается достаточно дорогой за счет большого расхода древесины и кровельного материала;
  • чердак заметно теряет свою площадь, поэтому не всегда удобно сделать мансарду под такой кровлей;
  • при сильных осадках через мансардные окна может попадать влага, рекомендуется прикрывать их перед дождем, но это не всегда возможно.

Чтобы вальма прослужила как можно дольше и качественнее, перед началом проектирования необходимо выявить, какой материал будет самым оптимальным для данной кровли, насколько интенсивны осадки в регионе строительства, и какие для него характерны средние и максимальные ветровые нагрузки.

Только определив все эти показатели можно приступать к расчету крыши частных домов и определению самых важных параметров.

Вальмовые крыши могут быть разными:

  • классическая четырехскатная. Ее основу составляют прямые стропила, свесы выполнены на одном уровне, а угловые ребра отходят от конька;
  • полувальмовая или голландская – вальмы этой конструкции укорочены по сравнению с классической в 1,5 — 3 раза от длины скатов. Такое устройство позволяет установить стандартные мансардные окна;
  • полувальмовая датская – имеет вертикальный участок, ниже которого устанавливают торцевой скат. В роли фронтона выступают обычно треугольные окна;
  • шатровая – стороны конструкции имеют вид равносторонних треугольников, а ребра соединяются в одном месте;
  • ломаная крыша – сделана из разных по размеру скатов и иногда с разными углами наклона. Такие конструкции очень эффектно выглядят, к тому же в они позволяют рационально использовать пространство чердака.

Как же возводится вальмовая крыша своими руками?

ul

Из чего состоит конструкция?

Все вальмовые крыши состоят из нескольких узлов, которые устанавливаются всегда одинаково.

Они часто становятся основой для усложненных конструкций, которая состоит из следующих частей:

  • угловое стропило (ребро), имеет меньший угол, чем промежуточные части. Для него берут доски 50 на 150;
  • короткие ноги, которые крепят не к коньку, а к угловой доске;
  • конек, обладающий такими же показателями, как и ноги стропил;
  • центральные стропила – отрезки, которые состыковываются в углах конька по трем сторонам;
  • промежуточные стропила – отрезки, связывающие конек и обвязку, которая лежит по контуру строения;
  • на месте стыковки коньковой балки и двух стропил устанавливают стойку — она будет держать всю систему. Этот элемент можно встретить не в каждой крыше, иногда вместо нее ставят опоры другого вида, например, если подкрышное пространство в дальнейшем будет эксплуатироваться;
  • стропила соединяются затяжкой, выполняющую роль балки перекрытия;
  • чтобы сделать свес крыши шире, ставят кобылку. Чем шире свес, тем более защищенными будут верхние участки стен;
  • наискосок к стропилам фиксируют ветровую балку со стороны преобладающего дуновения ветров. Иногда ее крепят к обоим скатам;
  • к угловому брусу закрепляется нарожник – этот элемент встречается только в вальмовых конструкциях;
  • в каждой системе стропил можно встретить мауэрлат – это брус, которые монтируют по всему периметру здания;
  • придает жесткости каркасу шпренгель – отрез фиксируют диагонально к углам строения и крепят на мауэрлате. Позволяет снять часть нагрузки со стен;
  • под разными углами крепят подкосы. Выбранный угол выявляется в соответствии с тем, будет ли в дальнейшем под крышей мансарда;
  • в разных конструкциях кровли могут с одной или с обеих сторон устанавливаться ребра;
  • отталкиваясь от того, каким материалом будет проводиться отделка кровли, выбирают интервал между стропилами.

Перед началом монтажа, нужно ознакомиться с самыми важными требованиями к этой сложной конструкции.

Так, промежуточные детали каркаса намного круче, чем угловые детали, поэтому доски для таких элементов нужно брать хорошие, например 5 на 15 см или больше.

Короткие отрезки фиксируются к угловым стропилам, но не к коньку. Что касается промежуточных элементов, их уклон должен быть равен уклону коротких частей.

Все элементы каркаса выполняют из одного материала. Промежуточные стропила присоединяют к краям конька и одновременно к верхней части обвязки.

Очень важно, чтобы брус конька и стропил имел одинаковую толщину – только так можно получить действительно крепкую и надежную конструкцию.

Если же проигнорировать это правило и купить более тонкие доски, то со временем каркас начнет искажаться и система перестанет быть целостной.

Высота вальмовой системы бывает любой, но следует знать, что для очень низкой крыши нужно установить дополнительные опоры.

Кроме того, важно обратить внимание и на качество древесины для каркаса. Необходимо выбирать брус из хвойных пород, который хорошо просушен.

Чтобы каркас прослужил как можно дольше и не поддавался воздействию влаги и вредителей, все элементы из древесины нужно обязательно помазать специальной пропиткой.

Она защитит дерево от плесени, грибка, грызунов, насекомых и убережет от губительного воздействия огня.

ul

Как рассчитать конструкцию?

Расчет вальмовой крыши поможет создать максимально точную конструкцию, которая прослужит много лет и останется в надлежащем виде.

Для начала надо померить длину и ширину строения. Далее определяют угол наклона вальмовой крыши, который обусловлен несколькими факторами.

В местности, где преобладают мощные ветра, а погода обычно сухая и жаркая, лучше всего выбирать наименьший уклон (2 – 5 градусов).

В местах, где часто выпадает много снега, уклон должен быть большим, чтобы осадки не задерживалась и сходили вниз.

Угол кровли зависит и от кровельных материалов, которые были выбраны для покрытия. Для разных кровельных материалов существует оптимальный угол.

В градусах это составляет:

  • для шифера – 22;
  • для металлочерепицы – 14;
  • для мягких материалов – 11;
  • для ондулина – 6;
  • для рулонных материалов – 15;
  • для профнастила – 12.

Что касается мембранной кровли, то здесь угол наклона может быть каким угодно.

Следующий этап – это выбор шага стропил. Этот показатель может колебаться от 60 до 100 мм, в зависимости от того, насколько тяжелые кровельные материалы применяются.

Что касается размеров обрешетки, то они обусловлены типом наружного покрытия.

Дальше необходимо подсчитать количество и длину стропил, балок, стоек и реек для создания обрешетки. Все эти вычисления проводятся на основе теоремы Пифагора.

Затем необходимо произвести расчет всей площади вальмовой крыши, которая поможет выяснить, сколько же кровельного материала понадобится для работы.

Прежде чем приступать к строительству вальмовой крыши, нужно сделать необходимые чертежи. Правильно рассчитанный проект значительно облегчит дальнейшую работу.

Как рассчитать каркас, чтобы получить идеально ровную конструкцию, поэтапно описывает следующее руководство.

Разметочной рейкой выясняется размер горизонтальной проекции промежуточного стропила.

По таблице необходимо определить нужный наклон кровли и умножить его на коэффициент.

Далее измеряется размер стропила от выборки на коньке до того места, где будет закреплена нога. Размер определяется по нижней линии.

Точно также можно выяснить размер свеса. Нужно умножить горизонтальную проекцию с коэффициентом, в этом случае можно использовать теорему Пифагора.

На последнем этапе высчитывается размер угловых элементов. На одном конце стропил есть косой срез – он помогает ноге плотно прикрепиться к коньку, который имеет участок с двойным скосом. В него и крепятся угловые компоненты.

Рассчитать  их можно таким образом:

  • отмерить размер стропила от любого угла;
  • определить квадрат длины проекций центральных ног и умножить эти показатели друг с другом;
  • полученную цифру умножить на коэффициент, и в результате получается длина углового элемента. Когда схема крыши будет готова, можно начинать монтаж сложной вальмовой кровли.

ul

Элементы стропильной системы

Основа конструкции, из которой состоит вальмовая крыша – стропильная система, включающая в себя следующие элементы, изготовленные из древесины хвойных пород:

  • накосные стропила;
  • рядовые стропила;
  • диагональные стропила;
  • нарожники (укороченные стропильные ноги);
  • подкосы;
  • затяжки;
  • шпренгель (этот конструкционный элемент используется опционально, для усиления накосных стропил).

В случае наличия больших пролетов стропильные ноги могут быть удлинены и одновременно усилены путем спаривания двух досок.

ul

Особенности конструкции вальмовой крыши

Расчет и строительство вальмовой крыши существенно сложнее возведения односкатных и двухскатных конструкций. Четырехскатная вальмовая крыша имеет два ската в форме трапеции, и два треугольных ската (вальма). Такая конфигурация позволяет противостоять высоким ветровым нагрузкам, надежно защитить строительные конструкции от внешних воздействий. Кроме того, получившееся просторное мансардное помещение может использоваться в качестве жилого (окна для естественного освещения монтируются на скатах кровли).

Четырехскатная крыша с коньковым прогоном может возводиться двумя способами: с наслонными или висячими стропилами. Использование наслонных позволяет сделать крышу более легкой, упрощает расчет и монтаж. Но в этом случае требуется, чтобы у строения имелась несущая средняя стена. Висячие стропила при строительстве вальмовой крыши могут применяться при небольшой ширине здания и отсутствии внутренних стен. Эксплуатационная нагрузка передается на наружные стены постройки.

Угол наклона скатов четырехскатной крыши с висячими стропилами должен составлять более 40°.

Висячие стропила крыши вальмового типа опираются либо на балки перекрытия, либо на мауэрлат. Проектирование стропильной системы требует точных расчетов и составления подробных чертежей с указанием принципов монтажа крепежных узлов. Для небольших зданий правильной геометрической формы расчеты можно выполнить самостоятельно, в других случаях рекомендуется обратиться к профессионалам, так как погрешности проекта станут причиной существенного снижения надежности крыши при эксплуатации.

На первом этапе расчетов необходимо выбрать угол наклона вальмовой крыши, что напрямую влияет на ее высоту. Для системы с висячими стропилами оптимальный угол наклона составляет 40 – 60°. Чем выше будет расположен конек, тем больше материала потребуется для возведения крыши. При этом высокая крыша – лучший вариант для регионов, для которых характерно большое количество осадков. Более пологая кровля имеет меньшую парусность и лучше противостоит ветровым нагрузкам.

При выборе угла наклона вальмовой крыши рекомендуется придерживаться правила «золотой середины» и исходить из эстетических соображений. Можно выбрать угол наклона скатов, и исходя из этого, рассчитать высоту расположения конька. Либо наоборот, определить желаемую высоту крыши, а затем вычислить угол ее наклона.

Выполняя расчет вальмовой крыши, требуется обеспечить правильное позиционирование конькового прогона. Он должен располагаться строго параллельно несущим боковым стенам, точно по центральной оси здания и равноудалено от торцевых стен. В противном случае центр тяжести крыши будет смещен, что приведет к неравномерному распределению нагрузки на стропильную конструкцию и несущие стены, что чревато деформацией и разрушением крыши.

Чертежи, подготовленные в рамках разработки проекта, должны содержать информацию о расположении, сечении, форме и размерах всех элементов стропильной системы. Учитывается их вид и конструктивные особенности, особенности крепления, ширина пролета, длина конька, высота крыши.

ul

Виды четырехскатных крыш

Название «четырехскатная» объединяет несколько видов крыш, состоящих из четырех плоскостей, скатов:

  • Вальмовая. Ее конструкция включает четыре ската двух геометрических форм: два их них – в виде трапеции, два – треугольные. Скаты в форме треугольника заменяют собой фронтоны сооружения. С одной стороны, это плюс, так как можно сэкономить на материале для стен, а с другой, минус, потому что отсутствие фронтонов не позволяет монтировать обычные вертикальные окна.
  • Полувальмовая голландская. На самом деле, ее относят то к двухскатным видам кровли, то к четырёхскатным. В растерянность кровельщиков вводят усеченные торцевые скаты, вальмы. Они не заменяют собой фронтон, а видоизменяют его до трапециевидной формы. Голландская крыша выглядит весьма оригинально и отлично подходит для строительства в ветреных районах благодаря пониженному эффекту парусности.
  • Полувальмовая датская. Вальмы этого вида кровли отсекают не верхнюю часть фронтона, а нижнюю, образуя скат обычной длины. А под коньком при такой конструкции оставляют маленький фронтон в виде треугольника, которые тем не менее позволяет сэкономить на мансардных окнах и организовать более доступное вертикальное освещение.
  • Шатровая. Шатровая крыша используется для строений, имеющих квадратную форму. Она состоит их четырех скатов, которые представляют из себя равнобедренные треугольники и сходятся в одной точке, не образуя конька.

Не смотря на внешние различия, стропильные системы четырехскатной крыши составляют из одних и тех же элементов, руководствуясь одинаковыми правилами.

ul

Виды стропильных систем

Стропильная система крыши четырехскатного вида принимает различный вид, в зависимости от исходных условий: площади перекрываемого дома и внутренней планировки. Выделяют три вида:

  1. Висячая. Применяют для сооружений, в которых нет внутренних несущих перегородок, поэтому опора осуществляется лишь на внешние стены. Висячая стропильная система четырехскатной крыши испытывает нагрузки на изгиб, сжатие и распирание. Чтобы уравновесить воздействующие силы вводят дополнительные, уравновешивающие элементы – затяжки, ригели, бабки. Сложность конструкции заключается в обилии составных частей, высоком расходе материала и, как следствие, большом весе, выдержать который способен лишь основательный фундамент.
  2. Наслонная. Ее обустраивают в домах, посередине или по бокам которых существуют внутренние несущие стены. Стропильная система в таком случае имеет опору не только на внешние, но и на внутренние стены. Усиленная стойками стропильная система получается более надежной и уравновешенной, монтировать ее проще и дешевле.
  3. Комбинированная. Состоит из элементов наслонной и висячей стропильной системы. Ее применяют, если в качестве дополнительной опоры используют не внутреннюю стену, а колонны или столбы. Тогда висячие стропила чередуются с наслонными, образуя ажурную конструкцию с открытыми балками перекрытий.

Кокой вид стропильной системы подойдет для конкретного дома, определяют в период проектирования, производя расчеты и составляя чертежи.

ul

Расчет уклона скатов и высоты конька

Составление проекта стропильной системы четырехскатной крыши начинают с расчетов, определяющих геометрию будущей конструкции:

  • Расчет уклона скатов. Профессиональные проектировщики выполняют расчет, основанный на тригонометрических формулах, вычисляющие угол наклона ската через косинус треугольника с заданным основанием, равным ширине дома. Но начинающие строители могут использовать справочные таблицы, в которых приводят рекомендованные значения уклона для зон различной ветровой и снеговой нагрузки, и различных кровельных материалов. Среди этих факторов определяют лимитирующий, который и будет оптимальным для этого сооружения. Заметим, что угол наклона с катов в диапазоне 45-55 градусов подходит для большинства проектов. Однако, чем он круче, тем больше материалов затрачивается при строительстве.
  • Расчет высоты конька. Его ставят на второе место потому, что для вычисления требуется известный угол наклона скатов. Для определения параметра также используют тригонометрические формулы, представляя стропильную ферму как треугольник с двумя рассчитанными углами и известным основанием. Важно учесть, что, если чердачное помещение будет использоваться не только для хранения, конек размещают, принимая во внимание желаемую высоту потолков мансарды. Шатровая крыша имеет коньковый узел, так как все стропила сходятся в одной точке.

Облегчить процесс проектирования стропильной системы четырехскатной крыши могут специальные компьютерные программы-калькуляторы, которые требует только занесения исходных данных: размеров дома, количества скатов.

ul

Поделиться:
Нет комментариев