Вальмовые крыши: устройство стропильной системы
Stroymir58.ru

Строительный портал

Вальмовые крыши: устройство стропильной системы

Вальмовая крыша: устройство стропильной системы и монтаж конструкции

Четырехскатная кровля знакома большинству застройщиков. А вот второе ее название — вальмовая может привести в недоумение даже бывалого строителя. Все дело в треугольных торцевых скатах (вальмах), заменивших вертикальные фронтоны.

Зачем создателям такой крыши понадобилось усложнять конструкцию двускатной кровли, спросите вы?

Для этого есть несколько причин:

  • Аэродинамика вальмовой крыши лучше, чем у двускатной. Поэтому она стойко сопротивляется сильным ветрам.
  • Треугольные скаты делают кровлю жесткой и надежной.
  • Вальмовая конструкция дает возможность установить по периметру здания широкие карнизные свесы, защищающие фасад здания от дождя.
  • Эстетика внешнего вида у такой крыши лучше, чем двускатной.

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.

Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.

Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.

В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:

Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.

Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:

  • полувальмовая 4-х скатная (датская);
  • двускатная полувальмовая (голландская);
  • шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
  • вальмовая с ломаным склоном.

Особенности расчета

Процесс расчета вальмовой крыши можно разбить на три этапа:

  • Выбор угла наклона скатов в зависимости от вида кровельного материала.
  • Определение длин конструктивных элементов крыши, исходя из чертежей поперечного разреза здания и плана перекрываемого этажа.
  • Подбор поперечного сечения и шага стропил по их длине с учетом сорта используемой древесины и нормативной снеговой нагрузки региона строительства.

Угол наклона скатов зависит от материала кровли. Поэтому делая схему стропильной конструкции, нужно учитывать рекомендуемое нормами его минимальное значение (в градусах):

  • для шифера — 22;
  • мягкой черепицы — 11;
  • металлочерепицы — 14;
  • профнастила — 12;

Для кровли из водонепроницаемой мембраны угол наклона скатов может быть любым. Отталкиваясь от минимально допустимого значения уклона, его фактическую величину выбирают в зависимости от назначения чердачного пространства.

Если под вальмовой крышей будет обустроено жилое помещение, то ее скаты должны иметь угол наклона, обеспечивающий возможность комфортного передвижения в пределах «жилой зоны».

Фактическую длину конструктивных элементов крыши проще всего определить, начертив стропильную систему в удобном для измерений масштабе.

Зная длину стропил, их шаг и поперечное сечение можно найти в таблице. Здесь указана зависимость геометрических размеров стропил от сорта древесины и величины снеговой нагрузки региона строительства.

Данной таблицей можно успешно пользоваться и в «обратном порядке». Выбрав шаг и сечение стропильных балок, сорт древесины и величину снеговой нагрузки, вы легко найдете максимально допустимую нормами длину стропил.

Поперечное сечение балки мауэрлата должно быть не меньше сечения стропильной ноги. Чаще всего оно составляет 10х15 см, 15х15 см или 15х20 см. Сечение конькового бруса, как правило, равно сечению стропильных ног.

Для обрешетки используют доску толщиной 25 мм, набивая ее с интервалом, рекомендованным для выбранного кровельного покрытия. Для монтажа сплошного настила по каркасу крыши используют плиту OSB толщиной 12-15 мм.

Особенности монтажа

В интернете циркулируют суждения о том, что монтаж вальмовой крыши очень сложен и трудоемок. В этом есть доля истины, но, по своей сути, сборка этой конструкции мало чем отличается от строительства обычной двускатной кровли.

Тем не менее, новичкам мы не советуем начинать первый опыт с кровли жилого дома. Лучше попробовать свои силы, построив вальмовую крышу на беседке или на небольшой бане.

Процесс устройства стропильной системы вальмовой крыши включает несколько этапов:

1. По периметру стен укладывается мауэрлат. В данном случае его ставят на стальные шпильки с резьбой, заделанные в кладке, и затягивают гайками. На участках стыковки (на углах дома и в местах сращивания) на мауэрлате выбирают посадочные плоскости, срезая половину балки.

2. Дальнейшая последовательность работ зависит от ширины перекрываемого пролета (площади крыши). Этот момент нужно учесть на этапе составления чертежа или схемы крыши.

Без стоек, поддерживающих коньковый брус можно обойтись в том случае, если ширина здания (пролет) меньше 7,5 метров. При ширине дома от 6 до 7,5 метров висячие стропила в верхней части нужно связать ригелем (балкой сечением 50х100 мм).

Если ширина строения невелика (до 6 метров), то для обеспечения жесткости стропильной системы будет достаточно нижних затяжек (балок перекрытия).

Уложив мауэрлат, на торцевых стенах отмечают центральную ось. По ней выставляют две крайние стойки и крепят их временными подкосами к балкам перекрытия. Если здание перекрыто панелями, то по ним укладывают центральную балку (сечение такое же, как у мауэрлата). На ней фиксируют нижние концы крайних стоек.

Промежуточные стойки расставляют с шагом 1-2 метра. Если дом перекрыт балками, то стойки можно монтировать на них, фиксируя скобами или саморезами.

3. На стойки укладывают коньковый брус, отмечают на мауэрлате места установки стропильных ног и монтируют их. Для крепления стропил к мауэрлату используют врубку (делают вырез на стропильной ноге для более плотного контакта).

4. Вальмовые (накосные, диагональные) стропила нижним концом фиксируют к мауэрлату, а другим — к месту стыковки конькового бруса и крайних рядовых стропил.

После этого к ним крепят короткие стропильные ноги (нарожники).

Тот, кто хочет сделать вальмовую крышу своими руками, должен помнить, что главное внимание здесь уделяется качеству сборки узлов. Очень ответственно нужно подойти к установке конькового бруса, стыковке диагональных стропил с коньком и с нарожниками.

На больших крышах стандартной длины бруса (6 метров) не хватает для изготовления цельного диагонального стропила. Поэтому его собирают из двух частей, надежно фиксируя их между собой.

Свесы вальмовой кровли делают, набивая на стропильные ноги обрезки бруса или толстой доски (кобылки), выходящие за периметр стен на 50-100 см.

Закончив монтаж стропильной системы, к ней прибивают обрешетку и настилают кровельный материал.

Вальмовая крыша: устройство стропильной системы и монтаж конструкции

Четырехскатная кровля знакома большинству застройщиков. А вот второе ее название — вальмовая может привести в недоумение даже бывалого строителя. Все дело в треугольных торцевых скатах (вальмах), заменивших вертикальные фронтоны.

Зачем создателям такой крыши понадобилось усложнять конструкцию двускатной кровли, спросите вы?

Для этого есть несколько причин:

  • Аэродинамика вальмовой крыши лучше, чем у двускатной. Поэтому она стойко сопротивляется сильным ветрам.
  • Треугольные скаты делают кровлю жесткой и надежной.
  • Вальмовая конструкция дает возможность установить по периметру здания широкие карнизные свесы, защищающие фасад здания от дождя.
  • Эстетика внешнего вида у такой крыши лучше, чем двускатной.

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.

Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.

Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.

В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:

Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.

Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:

  • полувальмовая 4-х скатная (датская);
  • двускатная полувальмовая (голландская);
  • шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
  • вальмовая с ломаным склоном.

Особенности расчета

Процесс расчета вальмовой крыши можно разбить на три этапа:

  • Выбор угла наклона скатов в зависимости от вида кровельного материала.
  • Определение длин конструктивных элементов крыши, исходя из чертежей поперечного разреза здания и плана перекрываемого этажа.
  • Подбор поперечного сечения и шага стропил по их длине с учетом сорта используемой древесины и нормативной снеговой нагрузки региона строительства.

Угол наклона скатов зависит от материала кровли. Поэтому делая схему стропильной конструкции, нужно учитывать рекомендуемое нормами его минимальное значение (в градусах):

  • для шифера — 22;
  • мягкой черепицы — 11;
  • металлочерепицы — 14;
  • профнастила — 12;

Для кровли из водонепроницаемой мембраны угол наклона скатов может быть любым. Отталкиваясь от минимально допустимого значения уклона, его фактическую величину выбирают в зависимости от назначения чердачного пространства.

Если под вальмовой крышей будет обустроено жилое помещение, то ее скаты должны иметь угол наклона, обеспечивающий возможность комфортного передвижения в пределах «жилой зоны».

Фактическую длину конструктивных элементов крыши проще всего определить, начертив стропильную систему в удобном для измерений масштабе.

Зная длину стропил, их шаг и поперечное сечение можно найти в таблице. Здесь указана зависимость геометрических размеров стропил от сорта древесины и величины снеговой нагрузки региона строительства.

Данной таблицей можно успешно пользоваться и в «обратном порядке». Выбрав шаг и сечение стропильных балок, сорт древесины и величину снеговой нагрузки, вы легко найдете максимально допустимую нормами длину стропил.

Читать еще:  Какой утеплитель лучше выбрать для пола в деревянном доме?

Поперечное сечение балки мауэрлата должно быть не меньше сечения стропильной ноги. Чаще всего оно составляет 10х15 см, 15х15 см или 15х20 см. Сечение конькового бруса, как правило, равно сечению стропильных ног.

Для обрешетки используют доску толщиной 25 мм, набивая ее с интервалом, рекомендованным для выбранного кровельного покрытия. Для монтажа сплошного настила по каркасу крыши используют плиту OSB толщиной 12-15 мм.

Особенности монтажа

В интернете циркулируют суждения о том, что монтаж вальмовой крыши очень сложен и трудоемок. В этом есть доля истины, но, по своей сути, сборка этой конструкции мало чем отличается от строительства обычной двускатной кровли.

Тем не менее, новичкам мы не советуем начинать первый опыт с кровли жилого дома. Лучше попробовать свои силы, построив вальмовую крышу на беседке или на небольшой бане.

Процесс устройства стропильной системы вальмовой крыши включает несколько этапов:

1. По периметру стен укладывается мауэрлат. В данном случае его ставят на стальные шпильки с резьбой, заделанные в кладке, и затягивают гайками. На участках стыковки (на углах дома и в местах сращивания) на мауэрлате выбирают посадочные плоскости, срезая половину балки.

2. Дальнейшая последовательность работ зависит от ширины перекрываемого пролета (площади крыши). Этот момент нужно учесть на этапе составления чертежа или схемы крыши.

Без стоек, поддерживающих коньковый брус можно обойтись в том случае, если ширина здания (пролет) меньше 7,5 метров. При ширине дома от 6 до 7,5 метров висячие стропила в верхней части нужно связать ригелем (балкой сечением 50х100 мм).

Если ширина строения невелика (до 6 метров), то для обеспечения жесткости стропильной системы будет достаточно нижних затяжек (балок перекрытия).

Уложив мауэрлат, на торцевых стенах отмечают центральную ось. По ней выставляют две крайние стойки и крепят их временными подкосами к балкам перекрытия. Если здание перекрыто панелями, то по ним укладывают центральную балку (сечение такое же, как у мауэрлата). На ней фиксируют нижние концы крайних стоек.

Промежуточные стойки расставляют с шагом 1-2 метра. Если дом перекрыт балками, то стойки можно монтировать на них, фиксируя скобами или саморезами.

3. На стойки укладывают коньковый брус, отмечают на мауэрлате места установки стропильных ног и монтируют их. Для крепления стропил к мауэрлату используют врубку (делают вырез на стропильной ноге для более плотного контакта).

4. Вальмовые (накосные, диагональные) стропила нижним концом фиксируют к мауэрлату, а другим — к месту стыковки конькового бруса и крайних рядовых стропил.

После этого к ним крепят короткие стропильные ноги (нарожники).

Тот, кто хочет сделать вальмовую крышу своими руками, должен помнить, что главное внимание здесь уделяется качеству сборки узлов. Очень ответственно нужно подойти к установке конькового бруса, стыковке диагональных стропил с коньком и с нарожниками.

На больших крышах стандартной длины бруса (6 метров) не хватает для изготовления цельного диагонального стропила. Поэтому его собирают из двух частей, надежно фиксируя их между собой.

Свесы вальмовой кровли делают, набивая на стропильные ноги обрезки бруса или толстой доски (кобылки), выходящие за периметр стен на 50-100 см.

Закончив монтаж стропильной системы, к ней прибивают обрешетку и настилают кровельный материал.

Стропильная система вальмовой крыши: конструкция и монтаж

Вальмовая крыша, пожалуй, самый популярный вид четырехскатной кровли. Она подходит для перекрытия частных домов большой и малой площади, бань, даже беседок. Узнаваемую геометрию ей придает стропильная система вальмовой кровли, совокупность опорных элементов, работающих как каркас.

Сложность данной конструкции заключается в большом количестве составных частей и узлов крепления, требующих особых навыков и опыта. Эта статья ответит на вопросы о том, из чего она состоит, какие материалы используют для строительства, а также как выполняют монтажные работы.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша относится к четырехскатному типу, то есть образована из четырех скатов, плоскостей, имеющих одну общую сторону. Два ската, заменяющие собой фронтоны, называют вальмовыми или торцевыми, они имеют треугольную форму. А два других, в виде трапеций, обозначают термином фасадные. Линия, в которой сходятся все четыре ската – конек, самая высокая часть крыши. Конструкция вальмового типа состоит из:

  1. Вальмовых скатов, которые имеют форму треугольника, располагаются на месте, принадлежащем фронтонам.
  2. Фасадных скатов трапециевидной формы.
  3. Конька, линии, которую образуют верхнее соединение стропильных пар, вершины вальмовой крыши.
  4. Свеса, выступающей за пределы периметра дома части крыши, образованной за счет длины стропильных ног или кобылок. Он защищает поверхность стен от талой и дождевой воды.
  5. Стропильной системы вальмовой крыши, каркаса несущего и распределяющего вес кровельной конструкции.
  6. Кровельного материала, покрытия, которое настилают на стропильные ноги вальмовой крыши для защиты от атмосферных осадков.
  7. Водостока, системы отведения воды, скапливающейся на крыше. Он состоит из желоба, водоприемной воронки и водосточной трубы и переносит влагу с поверхности крови к ливневой канализации.
  8. Снегозадержателей, элементов, не дающим снежным массам, накопившимся на крыше, обрушиваться и травмировать проходящих мимо людей.

Виды стропильной системы

Стропильная система вальмовой кровли может быть трех типов, в зависимости от того, как располагаются стропила:

  • Висячего. Это означает что стропила имеют опору на две точки: в верхней части на коньковый прогон, а в нижней на мауэрлат. Висячая стропильная система испытывает нагрузки на прогиб, сжатие и распирание. Все эти силы оказывают на нее дестабилизирующее действие, поэтому необходимы дополнительные компенсирующие элементы – затяжки, ригели, бабки. Они усложняют конструирование и монтаж вальмовой крыши, поэтому опытные кровельщики советуют отказаться от висячих стропил, если есть такая возможность.
  • Наслонного. При таком типе стропильной системы вальмовой крыши, стропила имеют опору на три точки: вверху на конек, в середине на стойку, а внизу на мауэрлат. Стойки устанавливают на внутренние несущие стены. Дополнительные вертикальные опоры снижают прогиб стропильных ног и ликвидируют распирающие усилие. Поэтому наслонную систему считают надежнее и устойчивее висячей, а кроме того более простой в монтаже.
  • Комбинированного. Этот термин означает что стропильная система состоит из чередующихся наслонных и висячих элементов. Это возможно, если в качестве опоры для стойки используют не внутреннюю несущую перегородку, а столб или колонну. Крыша получается открытого типа, то есть все балки и стойки не скрыты обшивкой, а видны.

Важно! При помощи висячей стропильной системы можно перекрыть строение не больше 6 метров шириной. Использование наслонных стропил с одной дополнительной опорой увеличивает это расстояние до 12 м, с двумя – до 18 м.

Используемый материал

Стропильная система крыши вальмового типа состоит из множества составных частей, которые отражает чертеж, они изготавливают из следующих материалов:

    Из металла. В таком случае используют уголки и двутавры из оцинкованного металла. Это прочный, коррозионностойкий, долговечный материал, который выдерживает большие нагрузки. У металлических стропил есть ли два существенных минуса – значительный вес и высокая стоимость. Поэтому используют металл в строительстве крыши крайне редко, особенно в частном домостроении.

  • Из древесины. Чаще всего применяют дерево твердых хвойных пород, например, сосны. Преимущества очевидны – легкий вес, невысокая цена, простота в обработке. Слабое место деревянной стропильной системы – это подверженность гниению, действию микроорганизмов и вредителей. Однако, эта проблема решается обработкой антисептическими составами. Кстати, те, кто заботится о пожарной безопасности, применяют еще антипирены.
  • Правильно обработанное и подготовленной дерево – прекрасный материал для изготовления стропильной системы. Работать с ним гораздо проще, он не требует специального инструмента. А приятная цена позволит снизить затраты. Тем более металлический каркас крыши могут позволить себе лишь те, кто уверен в запасе прочности фундамента.

    Элементы системы

    В зависимости от площади и особенностей планировки дома, стропильная система вальмовой крыши приобретает различные виды, но основу ее составляют следующие элементы:

    1. Мауэрлата, представляющего собой брус сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Его задача – равномерное распределение веса кровельной конструкции по периметру несущих стен. К мауэрлату крепят нижние части стропильных ног.
    2. Лежня, изготовленного из бруса толщиной 100 мм и более, который выполняет функции мауэрлата на внутренних несущих перегородках. На лежень монтируют стойки.
    3. Конькового прогона, деревянный брусок, на который опираются верхние части стропильных ног. Его соединяет собой вертикальные стойки.
    4. Диагональных стропил, формирующих ребра вальмовых скатов. Их крепят таким образом, что они продолжают конек и расходятся к углам дома. Всего в вальмовой крыше четыре диагональных стропильных ноги, их крепят к коньковом прогону и мауэрлату. Эти стропильные ноги имеют большую длину и подвергаются большим нагрузкам, поэтому их толщина должна быть в два раза больше рядовых.

  • Рядовых стропил, которые служат опорой трапециевидных скатов. Для изготовления используют доски размера 50х150 мм или 100х150 мм. Верхняя часть рядовых стропильных ног опирается на коньковый прогон, а нижняя на мауэрлат. Шаг между ними берется 60-120 см, на его размер оказывает влияние применяемый утеплитель и вес кровельного материала.
  • Нарожников, укороченных стропил, прикрепляемых одной стороной к диагональным, а другой к мауэрлату. Расстояние между нарожниками не должно превышать 70-80 см, а размеры пиломатериала не имеют особого значения, так как нагрузка на них не велика.
  • Стоек, то есть вертикально расположенных опор из бруса. Стойки устанавливают на лежень, они подпирают стропильную ногу в средней части или коньковый прогон в зависимости от характера использования чердачного помещения.
  • Затяжек, горизонтальный перемычек между ногами каждой стропильной пары. Затяжки стягивают стропила, снимая распирающую нагрузку на стены. Расположенную высоко у конька затяжку называют ригель, а низкорасположенную используют как балку перекрытия.
  • Подкосов, подстропильных ног, которые располагают под углом к стропилам для уменьшения их прогиба под собственным весом.
  • Шпренгелей , вертикальных подпорок диагональных стропил. Конструкции с вертикальными стойками и горизонтальными схватками называют шпренгельные фермы.
  • Обратите внимание! Некоторые элементы стропильной системы вальмовой крыши имеют значительную длину. А стандартный размер пиломатериалов из дерева ограничен шестью метрами. Чтобы выйти из этой проблемной ситуации, кровельщики изготавливают клееные или наборные стропила, составленный из двух или трех частей.

    Монтаж мауэрлата

    Монтаж мауэрлата – отправная точка создания стропильной системы для вальмовой кровли. Правильная установка обеспечит надежное основание для стропил. Во время строительства дома из бруса или бревна роль мауэрлата выполняют верхние венцы. В сооружениях из кирпича, газосиликатных блоков его крепят следующим образом:

    • На верхнем срезе стен налаживают опалубку и заливают бетонный, усиленный арматурой пояс, в который вмуровывают металлические шпильки.
    • Мауэрлатный брус обрабатывают антисептиком глубокого проникновения и изготавливают в нем отверстия под шпильки. При чем расположение отверстий рассчитывают таким образом, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног, а находились между ними.
    • После застывания бетонного пояса, которое происходит в течении 2-3 дней, на него монтируют гидроизоляцию. Эти функции обычно выполняет сложенный в два соя рубероид.
    • Мауэрлат укладывают на гидроизоляцию и притягивают металлическими шпильками.

    Обратите внимание, что большое количество отверстий снижают прочность мауэрлата, провоцируют появление трещин, дефектов, снижая его опорные функции. Запомните, в мауэрлате никогда не выполняют выпилы под стропила, нарушать его целостность нельзя!

    Этапы сборки

    Результат расчета, произведенного вручную или программой, фиксируют, создавая чертеж, котором отражают размеры и взаимное расположение элементов стропильной системы, а затем начинают собирать ее согласно следующему плану:

    • Устанавливают мауэрлат и лежень описанным в предыдущем пункте способом. На лежень монтируют стойки, чтобы не сохранить их вертикальное расположение используют временные подкосы, углы проверяют строительным уровнем. На стойки с помощью металлических уголков или гвоздей прикрепляют коньковый прогон.
    • Если этого требует проект ставят подкосы из бруса. Верхнюю часть приколачивают гвоздями у середине стропил, а нижнюю к стокам.
    • Устанавливают диагональные стропила. Осуществляют двойную врезку под углом 45 градусов, присоединяя их к коньку гвоздями. Нижнюю часть ноги крепят к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна.

  • Усиливают диагональные стропила шпренгельными фермами. Стягивают смежный стороны мауэрлата схваткой, упирая в нее нижнюю часть шпренгеля. Верхнюю часть подставляют под диагональные стропила.
  • Монтируют рядовые стопила. Сначала устанавливают фронтальную и тыльную пару ног, между ними натягивают тросик и, выравнивая по нему, укладывают остальные.

  • Устанавливают нарожники. Берут одну доску, примеряют, размечают на ней выпилы под мауэрлат и диагональные стропила. Половину нарожников изготавливают по этому лекалу, а остальные в зеркальном отображении. Прикрепляют с помощью гвоздей или уголков. Концы стропил оставляют неподрезанными.
  • Между диагональными стропилами натягивают нить и подравнивают стропила таким образом, чтобы их длина формировала свес 40-50 см. Монтируют ветровую доску.

  • Настилают обрешетку. Схема обрешетки выбирается согласно рекомендациям к конкретному типу кровельного материала. Для мягкой, рулонной кровли изготавливают сплошную из листов ОСБ, а для металлочерепицы и профнастила подходит решетчатая обрешетка.
  • Грамотный расчет, подробный чертеж и качественная установка – залог долгой службы и надёжности стропильной системы крыши.

    Видео-инструкция

    Устройство стропильной системы вальмовой крыши

    Кровля защищает здание от проникновения неблагоприятных атмосферных явлений в помещения. Чтобы гарантировать надежность и прочность кровельных конструкций, необходимо правильно подобрать тип крыши и знать все ее конструктивные элементы. Нагрузку от покрытия и снегового покрова берет на себя стропильная система. Чаще всего вальмовая крыша становится наиболее оптимальным вариантом. Но что она из себя представляет?

    Что такое вальма

    Конструкция вальмовой крыши представляет собой четырехскатную систему. В центре которой находится конек или просто точка соединения скатов. Скат кровли – наклонная поверхность,

    Лучше всего такой тип подходит для покрытия зданий, в плане приближенных к квадрату, то есть имеющих большую ширину. При возведении нет фронтонов, стены по всему периметру одинаковой высоты. Оптимальным значением угла наклона в градусах станет значение от 20 до 45.

    Основными ее частями являются:

    • скаты (при простой кровле прямоугольной или квадратной формы образуется 4 ската);
    • конек – самая верхняя часть кровли;
    • карниз – нижняя часть крыши.

    Схема вальмовой крыши

    Конструктивные элементы вальмовой крыши

    Устройство стропильной системы вальмовой крыши предполагает наличие следующих элементов:

    Элементы вальмовой кровли

    1. Стропильные ноги (стропила) – основные несущие конструкции (имеются только у прямоугольных вальм), представляют собой наклонные балки, опирающиеся одним концом на мауэрлат, а другим на коньковый ригель.
    2. Нарожники – стропильные ноги, опирающиеся верхним и нижним концом на накосные ноги. В качестве нижней опоры часто выступает и мауэрлат. Эти элементы являются основными конструктивными частями квадратной вальмовой кровли. При прямоугольной форме здания в плане используются совместно с обычными стропилами, шаг и сечение совпадают.
    3. Накосные ноги – диагональные стропила, образующие торцовые скаты. В нижней точке они опираются на угол здания. Имеют обычно большее сечение, чем рядовые стропильные ноги. На них опирают нарожники.
    4. Коньковый ригель – горизонтальная балка, располагающаяся в центральной части здания (отсутствует при квадратной форме строения). Конструкция вальмовой крыши предполагает наличие по нее стоек (при двускатной кровле опирание происходит на фронтоны). Является верхней опорой для наклонных балок.
    5. Мауэрлат – балка, устанавливаемая по обрезу стены с внутренней стороны. Обеспечивает нижнюю опору для стропил, равномерно распределяет по стенам вертикальную составляющую нагрузки и воспринимает горизонтальную (распор). В брусовом или бревенчатом доме мауэрлатом служит верхний венец стеновой конструкции.
    6. Подкосы – наклонные стойки, подпирающие стропила, накосные ноги или ригель. Промежуточные опоры позволяют уменьшить сечение несущих элементов. Стропильная система вальмовой крыши предполагает установку подкосов под углом 60 или 45 градусов относительно горизонтальной плоскости.
    7. Стойки – вертикальные промежуточные опоры.
    8. Шпренгели – горизонтальные балки, диагонально укладываемые в угол здания. Они обеспечивают опору под стойку, установленную для подпирания накосной ноги. Такая конструкция передает нагрузку на перпендикулярные стены и используется, когда нет возможности установить стойку на перекрытие. Например, посередине железобетонной плиты устанавливать опорную стойку нельзя, поскольку плита выдерживает определенную нагрузку, в которой главной составляющей является масса мебели, оборудования и людей.
    9. Схватка – горизонтальный элемент, который стягивает стропила не давая им разъезжаться, может располагаться в уровне мауэрлата или выше.
    10. Обрешетка – доски или бруски небольшого сечения, укладываемые перпендикулярно стропилам поверх них. Служат основанием для кровельного материала. Вальмовая крыша своими руками часто возводится с установкой разреженной обрешетки (через одну доску), но нужно помнить, что в особо ответственных местах (ендовы, карнизы) обрешетка выполняется сплошной.
    11. Контробрешетка – бруски или доски небольшого сечения. В конструкции кровли используются не всегда. Устанавливаются поверх стропильных ног, параллельно им под обрешетку. Нужны, чтобы приподнять обрешетку над утеплителем между стропилами, обеспечивая тем самым необходимый вентиляционный зазор.
    12. Кобылки – доски, прикрепляемые к нижнему концу стропил, обеспечивающие необходимый вылет карниза.

    Коньковый ригель вальмовой крыши Обрешетка и контробрешетка вальмовой крыши

    Узлы накосных (диагональных) стропил вальмовых крыш

    Некоторые из этих элементов отсутствуют в конструкции простой крыши, обязательными конструкциями для вальмы являются:

    Подготовительные работы

    Перед тем как сделать вальмовую крышу, нужно принять несколько конструкторских решений, а именно:

    • шаг стропил;
    • сечение стропил и накосных ног;
    • угол наклона кровли.

    Шаг стропил зависит от назначения подкровельного пространства и ширины здания. Чем больше пролет стропильной ноги, тем меньше придется принимать шаг. Если пространство под крышей будет использовано как мансардный этаж или отапливаемый чердак, потребуется дополнительное утепление.

    Утепление проводят с помощью трех видов материалов, в зависимости от которых подбирают шаг:

    • жесткие плиты минеральной ваты – шаг стропил 58 или 118 см;
    • пенополистирол (пенопласт или экструдированный) – шаг стропил – 60 см;
    • пенополиуретан (пена) – любой шаг.

    Схема установки стропил в соответствии с мансардными окнами

    Эти значения обусловлены удобством рабочих. Если принять шаг несущих конструкций 58 см при использовании минеральной ваты, то будет обеспечен удобный монтаж стандартных плит шириной 60 см.

    Производитель рекомендует, чтобы теплоизоляционный материал был на несколько сантиметров шире, чем расстояние между стропильными элементами в чистоте, это обеспечит максимально плотное прилегание и предотвращение появления щелей и мостиков холода. Назначение размера 118 см предусматривает укладку плит в две полосы по ширине.

    При применении пенополистирола стандартной ширины 60 см предусматривать установку с распором не требуется. Материал удерживается между несущими конструкциями за счет клея, специальных гвоздей и нижней обрешетки. Щели между деревянными элементами и плитами теплоизоляционного материала заполняют монтажной пеной или герметиком.

    Пенополиуретан в виде пены снимает требования к шагу стропил. Материал может принять любую, заданную ему форму, что обеспечивает свободу действий в этом вопросе.

    Если устанавливаются мансардные окна, их размеры также нужно учесть. Расстояние в свету между наклонными балками принимают на 4-6 см больше ширины окна. Если утепление крыши не предусмотрено, выбирают удобный шаг стропил, обычно это 1 метр.

    Сечение стропил принимается расчетом, но в общем случае можно указать следующие значения:

    • 5х15 см для пролетов до 3 м;
    • 5х20 см для пролетов до 4 м;
    • 7,5х17,5 для пролетов до 5 м;
    • 7,5х200 для пролетов до 6 м.

    Значения приведены для шага стропил 0,9. При увеличении расстояния, требуется увеличивать и сечение. Сечение накосных ног тоже принимается чуть больше.

    Монтаж

    Вальмовая крыша своими руками – посильная задача, но нужно знать основные узлы соединения конструкций.

    Соединение стропильных ног в верхней точке зависит от типа стропил. Они могут быть:

    • наслонные;
    • висячие.

    Наслонные стропила

    Наслонные сверху опираются на ригель. Для этого в горизонтальной балке делается врубка. Крепление производят гвоздями.

    Висячие стропила

    Висячие стропильные ноги предусматривают отсутствие ригеля. Они чаще всего применяются при необходимости организации свободной планировки и отсутствие центральной стены. В этом случае опоры под местом соединения нет. Наклонные балки скрепляются между собой на гвозди. Дополнительно в месте соединения предусматривают деревянные накладки толщиной 22-25 см с обеих сторон стропильных ног. Эти накладки стягивают с помощью шпилек или болтов.

    Чтобы выполнить закрепление стропил в нижней точке, в мауэрлате делается врубка. Наклонные элементы устанавливаются и закрепляются с помощью гвоздей или металлических уголков. Нарожники к накосным элементам присоединяются встык, в одном уровне.

    Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам, старающимся сорвать ее, предусматриваются скрутки из проволоки, которые соединяют нижний конец стропил со стеной. В стену скрутка закрепляется на ерш (крепежное приспособление).

    При строительстве стен из деревянных материалов вместо скруток можно применять скобы. Скрутки или скобы устанавливаются на каждую стропильную ногу или через одну.
    Если построить стропильную систему правильно с грамотным подбором сечения и шага стропил крыша прослужит долгое время.

    Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

    Вальмовые крыши обладают многими достоинствами. Они красивы, надёжны при любых погодных нагрузках, четырёхсторонняя конструкция позволяет эффективно утеплить дом со стороны кровли. Некоторую сложность представляет устройство стропильной системы. С её схемами и расчётами мы разберёмся в этой статье.

    Вальмовые крыши, называемые иногда голландскими и датскими, отличает добротность, надёжность и эффектный европейский дизайн. Стропильная основа таких крыш состоит из многих основных и усиливающих элементов, требующих прорисовок или трёхмерных чертежей, точных расчётов и исполнения.

    Разновидности вальмовой крыши

    К вальмовым крышам, кроме базовой классической конструкции, состоящей из двух трапецеидальных скатов и двух треугольных торцевых вальм, относятся и их разновидности:

    1. Полувальмовая двухскатная.
    2. Полувальмовая четырёхскатная.
    3. Шатровая.
    4. Вальмово-фронтонная.

    Полувальмовая двухскатная крыша

    Полувальмовая четырёхскатная крыша

    Шатровая крыша

    Вальмово-фронтонная крыша

    Каждая разновидность имеет свою схему стропильной системы. Далее мы рассматриваем и рассчитываем классическую вальмовую крышу.

    Схема и основные элементы

    Для выполнения расчёта стропильной системы нужно ознакомиться с её базовой схемой, основными и вспомогательными элементами.

    Основные элементы стропильной системы

    К основным элементам относятся (см. рис. ниже):

    1. Мауэрлат. Представляет собой брус, зафиксированный по периметру наружных стен с отступом от внешнего края. Крепится к стене. Мауэрлат рассредотачивает нагрузку от давления стропил, связывает стропильную систему со стенами дома, является основой кровли.
    2. Конёк. Верхняя перекладина для скрепления стропил скатов крыши. Высота расположения конька находится в зависимости от угла наклона скатов. Придаёт системе жёсткость и прочность.
    3. Центральные стропила скатов. Осуществляют опору концов конька на боковые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 4 шт. — по 2 шт. на каждом скате.
    4. Центральные стропила вальм. Осуществляют опору концов конька на торцевые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 2 шт. — по 1 шт. на каждой вальме.
    5. Накосные ноги (диагональные, угловые стропила). Соединяют углы мауэрлата с торцами конька. Являются частью несущей конструкции. В стропильной системе их 4 шт.
    6. Промежуточные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам ската между ними с одинаковым шагом, опираясь на боковую часть мауэрлата и брус конька. Если длина конька незначительна — могут не применяться.
    7. Укороченные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам скатов и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на боковую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.
    8. Укороченные стропила вальм или нарожники. Устанавливаются параллельно центральным стропилам вальм и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на торцевую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.

    Схема и основные элементы стропильной системы

    Подробнее о креплении стропил к мауэрлату вы можете прочитать в нашей статье.

    Элементы усиления вальмовой стропильной системы

    Вышеперечисленные элементы являются базовыми, основными. Прочие элементы предназначены для усиления основных и применяются в ответственных постройках, например, для жилых домов:

    1. Вертикальные стойки для подпора конькового бруса. Опираются на ригели (см. ниже), уложенные параллельно торцу дома или лежень, расположенный по продольной оси строения (если под ним — капитальная стена).
    2. Ригели или затяжки. Связывают попарно стропильные ноги скатов. Служат опорой стойкам и диагональным подкосам (см. ниже). Могут служить балками перекрытия, если они встроены в мауэрлат или установлены непосредственно в продольные стены дома. Если затяжки расположить ближе к коньку, они станут основой потолка чердачного помещения.
    3. Диагональные подкосы (раскосы). Применяют для увеличения жёсткости системы, если длина стропил более 4,5 м. Применение подкосов позволяет снизить сечение стропил, которые они усиливают.
    4. Шпренгель. Балка, устанавливаемая в углах мауэрлата. Служит для монтажа стойки, подпирающей и усиливающей накосную ногу.
    5. Ветровая балка. Служит для сопротивления деформации стропильных ног при порывистых, сильных ветрах. Крепится на стропила скатов изнутри, наискосок, с одной или обеих сторон — зависит от ветровой нагрузки в районе строительства.
    6. Кобылка. Элемент меньшего сечения, чем сами стропила. Удлиняет ногу стропил для организации свеса кровли в случае, когда единый элемент не получается из-за ограниченной длины пиломатериала или из соображений экономии.

    Элементы усиления

    Расчёт стропильной системы

    Расчёт системы включает выбор угла наклона скатов и вальм и расчёт длин основных и вспомогательных её элементов.

    Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов

    Выбор угла скатов и вальм колеблется в пределах 25–45° и зависит от желания иметь чердачное помещение, принятого кровельного материала, оценки статических (вес кровли) и динамических (ветровых, снеговых) нагрузок.

    В шатровых крышах угол наклона вальм и скатов одинаковый. В вальмовых крышах также зачастую принимают одинаковые углы с точки зрения эстетики, но они могут отличаться, если именно такой является задумка архитектора.

    Рекомендации по применению кровельных материалов

    Для лучшего понимания алгоритма расчёта рассмотрим в качестве примера вальмовую крышу дома со сторонами 8 и 12 м, и высотой расположения конька — 2,5 м. Угол наклона скатов примем в 35°, а угол наклона вальм — 45°.

    Расчёт основных стропильных элементов

    Классическая вальмовая крыша представляет собой два ската в форме трапеций, соединённых в коньке, и две вальмы — торцевых ската в форме треугольников.

    Для начала нужно вспомнить некоторые формулы из школьной программы алгебры. Это отношение длин сторон прямоугольного треугольника, выраженное через тригонометрическую функцию угла и теорема Пифагора.

    Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

    Теорема Пифагора

    Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

    Выполним расчёт основных элементов стропильной системы.

    1. Рассчитаем длину центрального стропила вальм CD, которое является высотой равнобедренного треугольника (вальмы) и гипотенузой прямоугольного треугольника, высота которого равна высоте конька (CE = 2,5 м). Угол наклона вальмы α = 45°. Sin 45° = 0,71 (по таблице Брадиса).

    Угол наклона крыши tg α sin α
    0,09 0,09
    10° 0,18 0,17
    15° 0,27 0,26
    20° 0,36 0,34
    25° 0,47 0,42
    30° 0,58 0,50
    35° 0,70 0,57
    40° 0,84 0,64
    45° 1,00 0,71
    50° 1,19 0,77
    55° 1,43 0,82
    60° 1,73 0,87

    Согласно тригонометрическому соотношению:

    • СD = CE / sin α = 2,5 / 0,71 = 3,52 м

    2. Определим длину конька K. Для этого из предыдущего треугольника найдём длину основания ED, воспользовавшись теоремой Пифагора:

    Длина дома: BL = 12 м.

    • CF = 12 – 2,478 х 2 = 7,044 м

    3. Длина угловых стропил CA также может быть получена из теоремы Пифагора для треугольника ACD. Половина ширины дома AD = 8 / 2 = 4 м, CD = 3,52 м:

    4. Длина центральных стропил ската GF — гипотенуза треугольника, катетами которого являются высота конька H (CE) и половина ширины дома AD:

    Промежуточные стропила скатов имеют ту же длину. Их количество зависит от шага и сечения брусьев и определяется по расчёту совокупной нагрузки, в том числе погодной.

    Данные таблицы соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

    Шаг стропил, см Длина стропил, м
    3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
    215 100х150 100х175 100х200 100х200 100х250 100х250
    175 75х150 75х200 75х200 100х200 100х200 100х200 100х250
    140 75х125 75х125 75х200 75х200 75х200 100х200 100х200
    110 75х150 75х150 75х175 75х175 75х200 75х200 100х200
    90 50х150 50х175 50х200 75х175 75х175 75х200 75х200
    60 40х150 40х175 50х150 50х150 50х175 50х200 50х200

    Сравним максимальное, среднее и минимальное сечение бруса при длине 4,717 м (смотрим значения для 5,0 м).

    При сечении 100х250 мм шаг составит 215 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 2,15 = 3,28 отрезков. Округляем в большую сторону — до 4. Число промежуточных стропил одного ската — 3 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,1 · 0,25 · 4,717 · 3 · 2 = 0,708 м 3

    При сечении 75х200 мм шаг составит 140 см. При длине конька 7,044 м, число промежуточных стропил составит: 7,044 / 1,4 = 5,03 отрезков. Число промежуточных стропил одного ската — 4 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,075 · 0,2 · 4,717 · 4 · 2 = 0,566 м 3

    При сечении 50х175 мм шаг составит 60 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 0,6 = 11,74 отрезков. Округляем в большую сторону — до 12. Число промежуточных стропил одного ската — 11 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,05 · 0,175 · 4,717 · 11 · 2 = 0,908 м 3

    Следовательно, для нашей геометрии оптимальным с точки зрения экономики вариантом будет сечение 75х200 мм при шаге 1,4 м.

    5. Для расчёта длин укороченных стропил ската MN опять придётся вспомнить школьную программу, а именно правило подобия треугольников.

    Подобие треугольников по трём сторонам

    Большой треугольник, который нам нужно усилить укороченными стропилами, имеет известные размеры: GF = 4,717 м, ED = 2,478 м.

    Если укороченные стропила будут установлены с тем же шагом, что и промежуточные, их количество составит в каждом углу по 1 шт.:

    То есть образуется два отрезка с одним укороченным стропилом в середине. Маленький треугольник будет иметь катет, в 2 раза меньше ED:

    Составляем пропорцию подобных треугольников:

    Исходя из этого соотношения:

    При такой высоте сечение стропила принимаем по таблице — 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих скатов — 4 шт.

    6. Определение длины укороченных стропил вальм (нарожников) выполняется так же из соотношения подобных треугольников. Так как длина центральных стропил вальм СD = 3,52 м, шаг между укороченными стропилами может быть больше. При AD = 4 м укороченных стропил с шагом в 2 м будет по одной с каждой стороны центрального стропила вальм:

    При такой высоте сечение стропила принимаем 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих вальм — 4 шт.

    Внимание! В наших расчётах мы не учитывали свес.

    Расчёт площади кровельного покрытия

    Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

    Площадь трапеции и треугольника

    Выполним расчёт для нашего примера.

    1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

    • S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

    2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

    • S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

    Суммарная площадь кровельного покрытия:

    Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector