Вальмовая крыша, конструкция стропильной системы

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.

Конструктивные элементы вальмовой крыши

Устройство стропильной системы вальмовой крыши предполагает наличие следующих элементов:

  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:

  • нарожники;
  • накосные ноги;
  • мауэрлат;
  • обрешетка.

Подготовительные работы

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

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:

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.

Опирание стропильных ног

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

Наслонные стропила 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.

Как установить стропила вальмовой крыши – устройство, пошаговое руководство по монтажу

Вальмовая крыша характеризуется большим количеством преимущественных моментов, среди которых выделяют привлекательную геометрию, равномерный прогрев и защита строения от осадков. Даже сильные порывы ветра не оказывают воздействия на такую конструкцию, так как она не имеет фронтонов. Если сравнивать ее с двускатной крышей, то можно отметить, что вероятность деформации вальмовой крыши намного меньше. Перечислять преимущества такой крыши можно очень долго, но нельзя забывать, что система стропильная вальмовой кровли – это достаточно сложная конструкция. Этот факт может стать весомой причиной при выборе типа крыши. Несмотря на это частные застройщики очень часто сооружают именно вальмовую конструкцию, благодаря ее сходству с четырехскатным остовом.

вальмовая кровля конструкция

Некоторые особенности вальмовой крыши

При сравнении вальмовой и двухскатной крыши можно сразу заметить, что в устройстве вальмовой крыши отсутствуют вертикальные стенки фронтонов. Их заменяют треугольные скаты, располагающиеся с торцов. Благодаря этому визуальный и реальный объем крыши значительно уменьшается. С экономической стороны выгода от этого является спорным вопросом, так как при резке больших листов кровельного материала на вальмы происходит увеличение расходов.

Как и любое сооружение, вальмовая крыша условно делится на простые геометрические фигуры. Самый простой вариант имеет симметричные скаты: два в виде трапеции и два в форме треугольника. То есть вся конструкция состоит из четырех скатов, что послужило основанием для параллельного названия – четырехскатная крыша.

устройство вальмовой крыши

Боковой разрез вальмовой крыши имеет сходство с обычной двускатной крышей в форме треугольника. При визуальном осмотре в профиль можно увидеть трапецию, которая условно делится на прямоугольник с примыкающими по бокам развернутыми треугольниками. Форма трапеции определяется непосредственно застройщиком и зависит от отношения длины конька к длине карнизного свеса. Часть конструкции, которая имеет форму прямоугольника, возводится на основании кровельных стандартов по сооружению висячих и наслонных стропильных систем.

Вальмы, которые заменяют фронтоны, должны устанавливаться с определенным наклоном, так как конструкция предусматривает их соединение с наклонными сторонами трапеции. Именно устройство вальм является самым сложным этапом обустройства вальмовой стропильной системы. Тем, кто решит выполнить работу по аналогии с обычным скатным методом, можно сказать, что ничего из этого не выйдет. Все дело в том, что длина конькового прогона не соответствует длине ската, следовательно, стропильные ноги вальм в верхней части, а также примыкающие к ним треугольные части больших скатов, остаются без опоры.

шаг стропил вальмовой крыши

В качестве опоры конструкцией предусмотрена установка особых накосных стропильных ног, которые соединяют коньковый брус и углы конструкции. Взгляд на вальмовую крышу сверху позволяет заметить, что накосные элементы представляют собой диагонали, по этой причине их второе название – диагональные. Кроме того конструкция вальмовой кровли подразумевает, что диагональ станет опорой для стропилин разной длины, установка которых выполняется под прямым углом к свесу. Эти разновеликие элементы называются нарожниками.

Таким образом, основными элементами вальмовой стропильной системы являются:

  • Рядовые стропила вальмовой крыши, нижняя часть которых опирается на балки перекрытия или мауэрлат. В зависимости от типа опоры стропилины могут быть висячими или наслонными.
  • Диагональные стропильные ноги, необходимые для соединения углов крыши и края конькового бруса. Такие элементы могут использоваться как для выпуклых углов вальмовой конструкции, так и при обустройстве вогнутых углов ендов.
  • Нарожники – элементы, создающие плоскость вальмы и частей трапециевидных скатов, которые примыкают к диагональным стропилинам.

Описание диагональных стропил

Учитывая расположение диагональных стропилин, можно определить, что их длина будет больше, чем аналогичный параметр рядовых стропилин. К тому же, являясь опорой для нарожников, они принимают на себя довольно большую нагрузку. Все это приводит к выводу, что диагональные стропильные ноги должны стать усиленными. Чаще всего для этого используют доски, предназначенные для рядовых стропилин, но спаренные между собой.

кровля вальмовая стропильная

Спаренные накосы позволяют решить одновременно три задачи:

  • Увеличение нагрузки без риска деформации стропильной системы.
  • Получение цельного диагонального элемента (наращивание стропилин приводит к ослаблению отдельных участков).
  • Снижение расходов на монтаж стропильной системы (две доски будут стоить гораздо дешевле, чем цельный брус).

Значительная длина диагональных стропилин требует установки дополнительных опор, количество которых определяется длиной диагонали.

Опоры для диагональных элементов

Конструкция вальмовой стропильной системы независимо от размеров предполагает обязательное наличие опор, усиливающих диагональные стропильные ноги. При длине накоса больше 9 метров, то требуется установка не менее двух опор. Пролеты меньшей длины могут опираться на одну опору, расположенную в верхней части.

Опорой для диагональных стропильных ног могут служить:

  • Вертикальные стойки, устанавливаемые непосредственно на перекрытие. Если перекрытие железобетонное, то под стойку обязательно подкладывают кусок гидроизоляционного материала.
  • Подкосы, которые нижней частью упираются в лежень и располагаются под углом 45 градусов, причем величина угла наклона особой роли не играет.
  • Шпренгели, которые выполнены в виде литеры «Т» в перевернутом виде. Этот элемент используется в тех случаях, когда диагональ нуждается в двух и более опорах (прочитайте также: “Элементы стропильной системы – из чего состоит конструкция, правила устройства”). При установке важно следить, чтобы основание шпренгеля располагалось перпендикулярно накосу. В большинстве случаев такие опоры размещают ближе к углу крыши, то есть в нижней части накосных стропил.

Дополнительные опоры лучше всего изготовить из спаренных досок и установить в местах, где предполагается наибольшая нагрузка.

Конструкция опорных точек накосов стропил

Верхней частью накосная стропильная нога упирается в коньковый брус. Конструктивные особенности вальмовой крыши позволяют сделать это несколькими способами:

  • Если конструкция крыши имеет один коньковый прогон, то накос упирается на консоль конька.
  • Если стропильная система имеет два коньковых прогона и рядовые стропилины из досок, то накосы должны упираться на шпренгель, основание которого лежит на коньковых прогонах.
  • Если конструкцией предусмотрено наличие двух прогонов, а стропила выполнены из бруса, то вместо шпренгеля используют прибоину. Этот элемент выполняется из обрезка доски толщиной более 5 см и соединяет между собой рядовые стропилины недалеко от конька.

накосные стропила

В зависимости от способа посадки верхнюю часть накоса подрубают. Крепить диагонали можно гвоздями, при этом допускается усиление скруткой из проволоки или металлическим хомутом.

В нижней части диагональные стропилины вальмовой крыши с опиранием на мауэрлат крепятся с помощью металлических скоб или уголков непосредственно к мауэрлату или к специально установленной угловой балке.

Устройство нарожников

Посредством нарожников формируются вальмы и треугольные части больших скатов. В верхней части элемент упирается на диагональную стропилину, внизу – на мауэрлат или балки перекрытия.

Нарожники устанавливаются двумя способами:

  • С помощью врубки. В диагональных стропилинах вырубают гнезда на расстоянии 20 см друг от друга, при этом следует помнить, что врубка нарожников смежных скатов не должна выполняться напротив друг друга.
  • Монтаж черепных брусков, которые будут выступать в качестве опор для нарожников. Для этого берут бруски 5*5 см и наколачивают их на нижнюю часть накоса. Этот вариант считается более эффективным, так как врубка может ослабить прочность и устойчивость накоса. Кроме того использование такого способа позволяет располагать нарожники напротив друг друга.

Крепление нарожников в нижней части выполняется по аналогии установки рядовых стропильных ног.

Монтаж простой вальмовой стропильной системы

Самым простым способом возведения вальмовой крыши является покупка готовой стропильной системы и ее установка. Но строительство вальмовой стропильной системы своими руками доставит большее удовольствие и позволит создать конструкцию, соответствующую всему строению. Чтобы убедиться в собственных силах, можно потренироваться на небольших постройках, например, возвести четырехскатную крышу над беседкой или летней кухней.

вальмовая крыша с висячими стропилами

Создание простейшей вальмовой крыши проходит в несколько этапов.

Этап 1. Создание модели крыши и составление проекта.

Строительству любой конструкции предшествует этап проектирования. Это помогает определить форму конструкции и приобрести нужное количество материала. Простая вальмовая крыша не требует составления сложного чертежа, достаточно от руки нарисовать примерную схему стропил вальмовой крыши.

Чтобы составить простейший проект вальмовой крыши достаточно выполнить действия, описанные в следующей инструкции:

  • Определяются параметры строения, согласно которым составляется примерный чертеж крыши в профиль и анфас. Чтобы рисунок соответствовал реальным параметрам, необходимо выбрать масштаб, чаще всего выбирают 1:25. Это означает, что размера в действительности следует разделить на 25.
  • Выбрать оптимальную высоту крыши помогает рисунок контура крыши, причем в нескольких вариантах. У наиболее подходящего рисунка измеряют угол наклона скатов.
  • Далее на рисунке отмечают точки установки наслонных стропильных ног, при этом каждую сторону нужно разделить на равные участки. Шаг стропил вальмовой крыши должен быть оптимальным, чтобы не увеличивать расход строительного материала, но и не усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
  • Следующим шагом определяют длину конька. При этом следует помнить, что эта часть конструкции должна соединять целое количество стропильных ферм. С обеих сторон длинной стороны нужно отложить одинаковые отрезки.
  • На основании рисунка высчитывается необходимое количество материала.

мауэрлат для вальмовой крыши

Количество крепежных элементов определяется числом стропильных ног, с учетом всех узловых креплений. Для каждой стропилины нужно приобрести по два уголка. Доски лучше всего покупать с небольшим запасом, чтобы была возможность устранить случайные ошибки в строительстве. Если конструкция возводится на бетонной или кирпичной коробке, то следует позаботиться о приобретении бруса, из которого будет сооружаться мауэрлат для вальмовой крыши.

Этап 2. Монтаж основной части.

Для удобства работы опытные строители рекомендуют сделать вспомогательные леса.

Монтаж вальмовой стропильной системы начинается с устройства коньковой части:

  • Непосредственно посередине стенок, к которым будут примыкать вальмы, прибивают по одной доске. Между ними натягивают строительный шнур, который должен проходить строго по центральной оси.
  • С одного из торцов строения прикладывают две стропилины, их пересечение должно проходить под шнуром. Отмечают линию спила верхней пятки стропильной ноги с учетом конькового прогона толщиной около 5 см. Спиливают необходимую часть элемента, чтобы конвертная крыша получилась необходимой формы.
  • По сделанной заготовке напиливают остальные стропилины. При этом следует помнить, что при возведении вальмовой крыши с висячими стропилами учитывается длина карнизного свеса.
  • Собирают фермы из двух стропильных ног и крепят их на один гвоздь.
  • Через все фермы устанавливают коньковый брус и прибивают к нему стропилины.
  • В нижней части наслонные стропилины крепятся к мауэрлату, висячие стропила вальмовой крыши – к балкам перекрытия. В обоих случаях крепление выполняют с помощью металлических уголков.
  • Ранее прибитые вспомогательные доски можно убрать, так как нужды в их потребности больше нет.

Этап 3. Строительство вальмовых скатов.

Стропила вальмовой части крепятся по аналогии рядовых стропильных ног: верх фиксируется гвоздями, низ – посредством уголков к мауэрлату или верхнему бревну.

Установку выполняют следующим образом:

  • Выставляют первую диагональную стропилину и ставят отметку на месте спила. При этом нижняя часть элемента должна располагаться в углу крыши.
  • Отпиливают элемент по намеченной линии и фиксируют его: верх – с помощью гвоздей, низ – уголками.
  • Остальные диагональные стропила устанавливаются по аналогичной схеме.
  • Для заполнения вальмового ската нарожники примеряются и устанавливаются индивидуально.
  • После этого переходят к монтажу нарожников основных скатов.

диагональная стропильная нога

После установки всех элементов стропильной системы выполняют следующее: с помощью проволочной скрутки каждую вторую стропилину привязывают к бревну второго ряда или к деревянным пробкам, которые предварительно закладывались в стены. Кроме того проволочная скрутка может быть заложена в кирпичную кладку или между блоками в процессе возведения стен. При этом следует помнить, что от верха до места расположения скрутки должно быть не меньше трех рядов кирпича или двух рядов блоков.

схема стропил вальмовой крыши

Готовую стропильную систему закрывают обрешеткой. Если покрытие будет мягким, то обрешетка должна быть сплошной из досок, фанеры или плит OSB. Жесткие кровельные материалы можно укладывать на обрешетку из бруска, прибитого с определенным шагом.

Возведение сложной вальмовой кровли

Каркас сложной вальмовой крыши возводится в аналогичной последовательности, но с небольшими доработками. Например, диагональные стропилины должны фиксироваться более прочным способом, с установкой дополнительных опор. Коньковая часть устанавливается после монтажа опорной рамы, включающей в себя лежень внизу и коньковый прогон сверху.

диагональные стропила

Возвести стропильную систему вальмовой крыши намного труднее, чем обычную двускатную конструкцию. Однако четырехскатная крыша выглядит более привлекательной и над домом, и над легкой постройкой.

Испытав свои силы при возведении вальмовой крыши над беседкой или другим бытовым строением, можно добиться хорошего результата в самостоятельном строительстве четырехскатной крыши над жилым домом.

Как установить стропила вальмовой крыши – устройство, пошаговое руководство по монтажу

Устройство стропильной системы вальмовой крыши: чертежи, схемы, фото

foto36026-1 (2)

Вальмовые кровли привлекают застройщиков своим красивым видом и надёжной защитой от негативных погодных явлений. Четырёхскатная конструкция позволяет крыше устоять даже перед ураганными ветрами.

Стропильный каркас на первый взгляд представляет собой довольно сложную конструкцию. Несмотря на это, разобраться в её устройстве под силу каждому застройщику.

Схема устройства

Крышу можно представить, как объёмную геометрическую фигуру из сложенных попарно наклонных плоскостей. Две из них по форме представляют треугольники (вальмы), а два остальных фрагмента кровли имеют вид трапеций. По центральной осевой линии дома вверху крыши располагается коньковый прогон, на который опираются стропила.

Так стропильная система выглядит на фото:

foto36026-1

Основные узлы вальмы

Каркас вальмы формируется в виде равнобедренного треугольника, основанием которого является мауэрлат, а равные стороны — диагональные стропила (накосы). Накосные балки вверху сходятся в один узел с торцом конькового прогона.

В углах стен в один узел сходятся смежные балки мауэрлата, нижние концы накосных стропил, шпренгели и врезные балки.

К основным узлам опорного каркаса относят места креплений нарожников к накосам, стоек к лежням, центральному нижнему прогону и стропилам, подкосов к балкам перекрытия.

Виды стропил

Для формирования каркаса применяют три вида стропил:

  • Диагональные (накосные). Изготавливают из бруса сечением 100х100 мм. Они являются несущими балками вальмовых скатов. Четыре накоса расположены попарно напротив друг друга. Две наклонные балки сходятся в вершине треугольника на торце конькового прогона. Основанием вальмы является мауэрлат. Диагональные стропилины по своему виду крепления являются наслонными балками. То есть несущие рёбра вальмы жёстко соединены с мауэрлатом.
  • Рядовые. Опоры трапециевидных скатов изготавливают из досок сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Их верхние концы опирают на коньковый прогон. По типу нижнего опирания стропила могут быть висячими или наслонными балками.

Особенности. Из всех вышеописанных элементов самыми мощными балками являются накосные стропилины. Их сечение больше в два раза, чем сечение всех остальных деталей стропильной системы.

Особенности каркаса

Стропильная система вальмовой крыши состоит из двух групп деталей – это основные элементы каркаса и усиливающие детали.

Основные элементы

foto36026-1 (1)

К основным элементам каркаса относятся диагональные стропила, являющиеся пограничными рёбрами вальмового ската. Его особенностью являются нарожники – коротыши, исполняющие роль стропил разной длины.

Несущим основанием опорного каркаса вальмовой крыши является мауэрлат – деревянные прогоны, закреплённые на горизонтальной поверхности наружных стен дома.

Также к основным конструктивным деталям относятся рядовые стропила и нарожники, заполняющие трапециевидное пространство каркаса.

Усиливающие детали

Дополнительные элементы опорного каркаса вальмовой крыши предназначены для усиления несущих балок и равномерного распределения нагрузки, как на внешние, так и на внутренние стены дома. К таким деталям относятся стойки, подкосы, шпренгели, черепные бруски, металлические уголки и накладки. Усиливающими деталями могут быть подшивные доски, закреплённые в критических зонах по нагрузке несущих балок.

Характерное строение

Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.

За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.

Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:

  • накосные стропилины;
  • опоры для диагональных стропильных ног;
  • нюансы опирания накосных стропил;
  • особенности нарожников.

Накосные стропильные ноги

foto36026-2

Накосные или диагональные стропила самые длинные стропильные балки так, как они попарно со стороны торцов дома наклонены друг к другу и сходятся вверху в концах конькового прогона.

Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.

Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.

Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.

Важно. Использование сдвоенных досок вместо цельного бруса снизит затраты на изготовление накосных стропил.

Типы опор

Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:

  • Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
  • Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
  • Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.

foto36026-3

Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.

Усиленные стойки, подкосы и шпренгели, обеспечат долгий срок службы опорного каркаса крыши.

Нюансы опирания

Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.

При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.

Особенности нарожников

Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.

Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).

foto36026-4

Отличия для разных типов кровли

Стропильные каркасы вальмовых крыш отличаются разнообразием форм. Внешний вид кровли может принимать разные виды в зависимости от соотношения длины конька к длинам несущих стен, высоты конькового прогона.

Вальмовые крыши возводятся с холодными чердаками и мансардами.

При устройстве жилого пространства под вальмовой кровлей, стропильную систему проектируют так, чтобы она практически обходилась без внутренних дополнительных опорных элементов. Это возможно, когда рядовые стропила и нарожники опираются на затяжки (балки перекрытия).

Нюансы опирания диагональных стропил:

foto36026-20

Элементарный план каркаса

Одной из самых простых схем стропильного каркаса представляет собой соединение вальмовых и трапециевидных скатов правильной формы в единую конструкцию кровли.

foto36026-6

В случае примыкания строящегося дома к другому зданию, возводят полувальмовую крышу. То есть кровля состоит из одной вальмы и двух трапециевидных скатов. Полувальмовые конструкции украшают здания любой архитектуры.

Чертёж полувальмовой крыши:

foto36026-7

Все вариации вальмовых конфигураций крыш всегда базируются на элементарной стропильной системе. Её ставят в основу проектирования необычных по форме кровель.

Конструкция сложных кровель

Существует масса вариантов сочленения фрагментов кровли разной конструкции, в том числе и вальмовых скатов. Например, выступающую часть здания – эркер покрывают вальмовой крышей.

Вальмовый каркас эркера:

foto36026-2 (3)

Самые популярные виды строения крыш с включением элементов вальмовой кровли – это крыши:

  • голландская;
  • датская;
  • шатровая.

Голландская

Кровли такого типа отличает наличие коротких вальм, низ которых находится гораздо выше свесов смежных скатов. Это позволяет на фасаде 2-го этажа дома размещать окна. На нижнем снимке представлен такой дом с голландской крышей.

foto36026-2 (4)

Датская

foto36026-10

Крыши такой конструкции получили большое распространение в странах Западной Европы. Они впервые появились в Дании. В России они стали появляться сравнительно недавно. Их особенностью является то, что благодаря фронтону, на мансарде можно установить обычные вертикальные окна.

Шатровая

Вальмовая шатровая крыша – это упрощённый вариант стандартной вальмовой кровли. Отсутствие трапециевидных скатов позволяет избавиться от лишних опорных и усиливающих элементов. Следует отметить то, что данный вариант крыши приемлем для тех домов, которые в плане имеют вид квадрата.

Каркас шатровой крыши:

foto36026-11

Заключение

Вальмовая крыша – это надёжная защита для помещений дома от непогоды, зимней стужи и летней жары. Не каждый застройщик может самостоятельно возвести вальмовую крышу. В этом случае лучшим вариантом будет обратиться к профессионалам. Специализированные фирмы берут на себя ответственность за качество выполненных работ и обычно предоставляют гарантию сроком 1 – 2 года.

Стропильная система вальмовой крыши

Вальмовой называют крышу с четырьмя и более скатами, образующую скаты с одинаковым наклоном как с торцовых, так и фронтонной стороны постройки. При этом такая крыша более сложна по конструкции, чем обычная двускатная, но лучше сопротивляется ветровым нагрузкам.

Конструктивные особенности вальмовой крыши

Наиболее характерный элемент вальмовой крыши – стропильная система. Она состоит из элементов, показанных на иллюстрации.

Стропильная система вальмовой крыши

Устройство стропильной системы вальмовой крыши

  • Конек или коньковый брус – наиболее нагруженная часть конструкции, на которое опираются стропила (стропильные ноги).
  • Стойки поддерживают конек, воспринимая нагрузку от веса кровли и передавая ее на стены здания.
  • Угловые (накосные, наклонные) стропила формируют характерную геометрию крыши.
  • Балки, образующие стропильную систему, делятся на короткие (укороченные, нарожники) и длинные – центральные и промежуточные. При этом с учетом строения кровли, представляющей собой состыкованные детали – две равнобедренных трапеции по длинным сторонам и два равнобедренных треугольника по коротким – длинные стропила идут вниз от конька, а короткие – от накосных стропил.
  • Все доски опираются на нижний брус (обвязку или мауэрлат) или непосредственно в кладку стены, как показано ниже.

Следует обратить внимание, что для жесткости и прочности конструкции центральные промежуточные стропила (те балки, что сходятся к концам конькового бруса по треугольным и трапецевидным скатам) соединяются. Промежуточные и укороченные элементы такой связи не имеют.

Важно: вне зависимости от угла наклона кровли, одинакового для всех скатов, накосные стропильные балки имеют меньший уклон к горизонтали, чем промежуточные и короткие стропила. Это связано с особенностями геометрических фигур, образующих кровлю (трапеций и треугольников). Стропила вальмовой крыши, расположенные по углам (накосные) рассчитываются с учетом уклона кровли и высоты конька.

При описании устройства стропильной системы вальмовой крыши используются также термины:

  • лежень – это несущая балка, используемая для установки подпорок (стоек) конькового прогона. Она опирается на расположенную внутри дома капитальную стену;
  • мауэрлат – прямоугольная рама, уложенная поверх наружных стен дома и связанная с ними. Служит место для крепления концов стропил, длинных и укороченных;
  • шпренгель – дополнительная стержневая конструкция, усиливающая основную несущую стропильную систему, обычно устанавливается под диагональными стропильными ногами;
  • подкосы и раскосы – наклонные балки, усиливающие основную конструкцию и придающие ей жесткость.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши - схема

Различные названия элементов связано с использованием отечественных и переводных терминов.

Положение центральной стены, на которую будет смонтирован лежень, может дать различное опирание стержневой системы. При этом, как показано на иллюстрации, количество и расположение усиливающих конструкцию элементов, зависит от величины прогонов. Симметричная кровля более удобна в расчете и монтаже, поскольку не требует уточнения смещения приложенной нагрузки.

Положение центральной стены стропильной системы

Расчет элементов вальмовой стропильной системы

При расчете стропильной системы вальмовой крыши учитываются такие данные:

  • планируемый скат кровли. Зависит от снеговых и ветровых нагрузок в регионе;
  • высота конька – связана с углом ската и наличием/отсутствием под кровлей эксплуатируемых помещений (мансарды, чердака);
  • материалы стропильной системы и кровельного покрытия;
  • необходимость утепления кровли. С учетом запланированного теплоизолирующего материала рассчитывается расстояние между стропилами.

Информацию для расчета можно найти в СНиПах, на сайтах производителей кровельных и изолирующих материалов.

Расчет угла ската кровли, высота конька

Вид вальмовой кровли в разрезе позволяет зримо представить базовые элементы расчета: высоту конька, угол ската и длину заложения (прогона). Цифры на иллюстрации предложены условно, с учетом часто встречающихся для частных домов средних размеров величин.

Вид вальмовой крыши в разрезе

В зависимости от того, что является необходимостью – получение под кровлей мансарды (чердака) требуемой высоты или соблюдение приемлемого для погодных условий региона ската кровли, при расчете ориентируются либо на высоту конька, либо на угол наклона.

Подробно нюансы выбора уклона кровли в зависимости от погодных условий (количества осадков и ветровых нагрузок) рассмотрены в статье. Для практического же расчета следует использовать подходящие для частной застройки углы скатов 25…45 градусов (для вальмовых крыш обычно не применяются более крутые склоны) и равное влияние ветра на все скаты вальмовой крыши.

Порядок расчетных действий:

  1. определение зоны расположения здания по снеговым и ветровым нагрузкам (используются карты РФ с соответствующим делением на зоны и указанием нормативной нагрузки на квадратный метр кровли);
  2. расчет снеговой нагрузки с учетом коэффициента наклона кровли (0,7 для 25…60 градусов, интерполируется в зависимости от угла наклона);
  3. расчет ветровой нагрузки с учетом этажности и окружения здания;
  4. суммирование полученных нагрузок;
  5. проверка соответствия расчетных данных допустимым;
  6. определение высоты конька с учетом ширины здания и полученного угла ската;
  7. проверка полученной высоты желаемому способу эксплуатации подкровельного пространства;
  8. при несоответствии высоты конька необходимой высоте помещения изменение угла ската из допустимого диапазона и повтор пунктов 2…8.

Районирование территории России по расчетному значению веса снегового покрова

Ветровое давление при расчете вальмовой крыши

Пример расчета высоты конька

Для здания, расположенного в районе Уфы (снеговая зона 5, ветровая 2) с предполагаемым углом ската 30 градусов и общей шириной 8 м, расположенного в зоне частной малоэтажной (до 10 м) застройки высота конька составит:

Расчет высоты конька вальмовой крыши

Для устройства мансардного помещения такой высоты недостаточно.

Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

Однако угол ската даст сравнительно небольшую нагрузку на кровельную конструкцию. Нагрузка от снега составляет исходных данных (уклон 30 градусов) 320 кг/м.кв., от ветра – 42 кг/м.кв. При коэффициенте 0,7 для снеговой нагрузки и 0,65 (высота строения до 10 м, зона частной застройки) суммарная нагрузка на стропильную конструкцию составит:

Такой уровень нагрузки позволит использовать деревянные стропила и другие элементы конструкции, не увеличивая затраты на строительство.

Расчет длины конькового прогона

Определить длину конька (конькового прогона) можно на основании выбранного угла ската и длины здания. Учитывается также нагрузка на конек от выбранного типа стропил. При висячих стропильных конструкциях две встречные балки опираются на мауэрлат и друг на друга. Вверху они скрепляются более или менее жестко или опираются на коньковый прогон. Если в доме есть внутренняя несущая стена, на которую допустимо через лежень смонтировать стойки для конька – нагрузка на него от стропил распределяется лучше и заметно уменьшается. В упрощенном виде можно сказать:

  • при ширине дома более 7 метров желательно дополнительное опирание конькового прогона (на лежак через стойки);
  • при длине здания свыше 10 метров необходимо проверять коньковую балку на прогиб (расчет требует минимальных знаний сопромата и сведений о собственном весе кровли – стропильной системы, тепло- и гидроизоляции, покрытия – и снеговых нагрузок).

Обычно длину конькового прогона рассчитывают графически, используя свойства геометрических фигур.

Расчет длины конькового прогона

Пример расчета длины конька

Для уже использованных значений (угол ската 30 градусов, ширина дома 8 м и длина 12 м) длина конька составит:

Где MN =H x ctg α, то есть угла ската. Таким образом при высоте конька 2 м и угле 30 градусов MN = 3,45 м.

Тогда L = 12 – 2 х 3,45 = 5,1 м.

Расчет длины центральных стропильных ног

Накосные стропила также рассчитываются на основании тригонометрических формул. Для начала определим длину промежуточного стропила, она одинакова для трапецевидного и треугольного скатов. Зная высоту конька и расстояние от его конечной точки до свеса крыши, используем теорему Пифагора, то есть определим длину гипотенузы прямоугольного треугольника CMN при известных катетах СM и MN:

CN 2 = СM 2 и MN 2 = 2 2 + 3,45 = 15,9 м, то есть CN = 3,98 м.

По тому же принципу рассчитываем длину диагонального стропила:

Для укороченных стропил решаем ту же задачу с учетом шага размещения стропильных балок и, соответственно, уменьшением катетов треугольника. Обычно точные расчеты стропил вальмовой крыши не производятся, длина подрезается «по месту».

При выполнении расчетов важно учитывать тип узлов опирания стропильных ног друг на друга, на конек, на мауэрлат и давать запас на длину стропил.

Расчет сечения стропил и шага между ними

Опирание стропил на балки вальмовой крыши происходит с разным шагом в зависимости от снеговой нагрузки, сечения элементов конструкции и выбранного сорта и породы древесины. Традиционно для стропильных систем выбирают сосну 1…2 сорта.

Выбор сорта сосны для вальмовой крыши

Учитываются также длины стропильных ног. Это необходимо, чтобы подобрать такое сечение, которое позволит избежать прогиба балки и/или продемонстрирует необходимость установки подкосов.

Длина стропил

Для упрощения расчетов сечения стропил используются онлайн-калькуляторы.

Полученные в одном из таких калькуляторов итоговые данные выглядят следующим образом:

Расчет длины стропил

Здесь под вальмами понимаются треугольные участки кровли.

Расчет

Следует отметить, что ширина свеса (заходящая за пределы мауэрлата часть кровли) и шаг, а также сечения стропил и досок обрешетки выбраны средними для таких габаритов здания. При выборе иных значений в исходные данные необходимо вносить корректировки.

Способы крепления стропил вальмовой крыши

На иллюстрации ниже представлено несколько современных способов крепления стропильных балок к мауэрлату.

Крепление стропил к мауэрлату

При этом используются способы с запилом балки по месту (или предварительно, с вспомогательными опорными элементами и накладками-кобылками для удлинения стропил и увеличения свеса по мере необходимости.

Укороченные стропильные балки к диагональным крепятся немного иначе, поскольку нагрузка на них снижена и обычный способ монтажа не подходит.

Крепление укороченных стропил

Крепления балок в коньковой части также имеют отличия. Выбор конкретного способа зависит от навыков работы строителей, имеющихся крепежных материалов и планируемого типа гидроизоляции.

Крепления балок в коньковой части

Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев особенно ответственна, поскольку этот узел обеспечивает жесткость всей конструкции.

Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев

Монтаж обрешетки

При устройстве обрешетки следует учитывать плотность ее настила, сечение выбранной доски и последовательность создания гидро- и теплоизоляционного слоя. Это отдельные большие темы, требующие всестороннего освещения, поэтому в рамках данной статьи следует учесть:

  • расположение досок или планок обрешетки на углах кровли (по диагональным стропилам) должно совпадать;
  • количество, сечение и способ установки обрешетки зависит от выбора кровельного материала и изолирующих слоев;
  • устройству обрешетки следует уделять не меньшее внимание, чем монтажу стропильных конструкций.

Заключение

При любой конструкции стропил вальмовой крыши правильно устроенная система легко выдерживает нагрузку от собственного веса и атмосферных осадков. Однако сложность построения схемы вальмой кровли и расчет стропильной системы требует работы профессионалов, то же самое касается и монтажа. Браться за самостоятельный расчет и возведение такой крыши стоит только при наличии достаточного опыта строительства.

Вальмовая крыша своими руками

Вальмовая крыша своими руками — непростая задача даже для опытных строителей. Но она вполне выполнима, если провести тщательные расчеты и правильно организовать монтаж. О нюансах, с которыми приходится сталкиваться при строительстве таких кровель, мы сегодня расскажем.

Особенности конструкции

Вальмовая крыша — сложная пространственная конструкция, которая напоминает двускатную, но усеченную по фронтонам. Два из четырех скатов трапециевидные, соединяются в коньке. Два других имеют треугольную форму и расположены по торцам здания. Эти элементы получили название вальмы от немецкого walm — скошенная крыша.

Существуют разновидности вальмовых конструкций:

  • полувальмовые, где вальмы перекрывают скат не полностью, а дополнены вертикальным фронтоном либо в верхней части (голландские), либо в нижней (датские);
  • шатровые — все скаты треугольные и стыкуются в одной точке.

Стропильная система вальмовой кровли состоит из большого числа элементов, разных по сечению, длине и положению в пространстве. Приступать к строительству рекомендуется только после тщательного расчета всех составляющих.

Плюсы и минусы вальмовых крыш

Несмотря на сложность возведения такие конструкции очень распространены как в Европе, так и России. Их отличают преимущества перед другими видами крыш:

  • высокая прочность и жесткость;
  • устойчивость к ветровым нагрузкам за счет обтекаемой формы;
  • вес от кровли передается равномерно на все стены;
  • не нужно строить фронтоны, их функцию выполняют вальмы;
  • совместимость с различными кровельными материалами;
  • возможность использовать в разных архитектурных стилях.

К недостаткам относятся:

  • технически сложное строительство;
  • большой расход кровельных материалов;
  • приземистость, которую придают скошенные скаты;
  • малый объем чердачного пространства по сравнению с двускатной кровлей таких же размеров.

Вальмовые конструкции могут комбинироваться с двускатными, шатровыми или коническими. Разнообразные эркеры, башенки, выступающие мансардные окна и другие архитектурных элементы выглядят это интересно, одновременно устраняют приземистость строения.

Проектирование вальмовой крыши

Разработка проекта производится на основе действующих нормативов — СП 17.13330.2011, СП 31-101-97, СП 20.13330.2010, СП 70.13330.2011 и других. Параметры кровли рассчитываются исходя из действующих нагрузок и известных характеристик дома — длины, ширины, толщины стен и их высоты. Изначально нужно выбрать кровельное покрытие, от которого будет зависеть тип обрешетки — сплошной под мягкое или разреженный под жесткое.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из элементов:

  • мауэрлат;
  • основные стропила;
  • коньковая балка, на которую опираются основные стропила;
  • угловые стропила (накосные стропила, ендовая балка), где стыкуются 2 ската;
  • короткие стропила — нарожники, длина их зависит от расстояния между стеной и ендовой балкой.

При расчете определяются их сечения, длина и способы крепления. Чтобы каждый раз не проделывать большую работу, для средней полосы рекомендуются оптимальные параметры типовых конструкций:

  • угол наклона — 20-45%;
  • длина карнизного свеса — 50-100 см;
  • фронтонный выпуск — 40-70 см;
  • сечение мауэрлата — 100х150, 150х150, 200х200 мм;
  • стропила — 50х150, 50х200 мм;
  • отношение глубины запила к ширине стропил — 1/4-1/3;
  • шаг стропил — 0,6-1 м;
  • обрешетка — 25х100, 40х150 мм;
  • контробрешетка — 30х50 мм;
  • шаг обрешетки под мягкую кровлю 10-100 мм, металлочерепицу и профнастил 300-650 мм;
  • толщина теплоизоляции — 100-200 мм;
  • нахлест гидроизоляции — 100-200 мм.

Принимая эти рекомендуемые значения для составляющих своей кровли, можно по геометрическим формулам найти длину всех элементов стропильной системы.

Поскольку расчет достаточно объемный, требует профессиональной подготовки и знания теоретической базы, для упрощения задачи рекомендуется использовать онлайн программы для вальмовых крыш.

Скаты и вальмы могут располагаться с одинаковым уклоном или под разными углами. Равноугольную конструкцию рассчитать гораздо проще, достаточно знаний геометрии и обычного калькулятора.

Материалы и крепеж

Монтаж 4-скатной кровли — трудоемкий процесс. Он требует удобной организации рабочего места и соблюдения техники безопасности. Все материалы должны находится в удобном доступе. Предварительно нужно провести обработку древесины от гниения и огня. Если пропитка была уже сделана, дерево имеет розоватый цвет.

Пиломатериалы

Для устройства стропильной системы используются преимущественно деревья хвойных пород — сосны, ели. Они произрастают на больших площадях и доступны по цене. К тому же хвойники обладают устойчивостью к гниению благодаря высокому содержанию природных антисептиков — эфирных смол и дубильных веществ. Это не значит, что защитной пропиткой можно пренебречь. Обработка повышает предел огнестойкости деревянных конструкций, продлевает срок их службы.

Для изготовления несущих элементов допускается применять пиломатериалы не ниже 2 сорта. Обрешетку можно сделать из обрезной доски 3 сорта, обязательно очищенной от обзола.

Крепеж

Стропильная система собирается и фиксируется врубками, а также дополнительным крепежом. Стыки усиливаются деревянными или металлическими накладками, зубчатыми пластинами, хомутами, уголками, скобами, резьбовыми креплениями.

Выбор крепежа зависит от материала стен:

    В кирпичных и бетонных строениях отсутствуют большие усадочные деформации, поэтому используются жесткие соединения.

Для соединения конструкций, испытывающих динамические нагрузки, гвозди предпочтительнее саморезов. Они хорошо работают на изгиб, а значит, стабильно удерживают элементы узла в нужном положении. Саморезы лучше сопротивляются выдергиванию, но боковая нагрузка может привести к их быстрому срезанию.

Рекомендуемая длина нагелей — 120 мм. Для временного крепления используются гвозди 90 мм.

Как сделать вальмовую крышу своими руками: пошаговая инструкция

Монтаж можно проводить двумя способами — поэлементно или сразу целыми полуфермами, которые собираются на земле и устанавливаются поворотным методом с помощью 4-5 человек. Один такой элемент состоит из 2 стропильных ног, затяжки, 2 раскосов и подвеса.

При устройстве вальмовой крыши своими руками чаще используется 1 способ, то есть поэлементное изготовление и последовательный монтаж.

  • подготовка основания;
  • монтаж мауэрлата и лежней;
  • укладка балочной системы;
  • установка опорной рамы с коньковым прогоном;
  • крепление стропил;
  • монтаж обрешетки;
  • устройство гидроизоляции, теплоизоляции.

Завершаются кровельные работы укладкой декоративно-защитного покрытия.

Монтаж мауэрлата и лежней

Опорный брус, посредством которого нагрузка от кровли передается стенам, укладывается по всему периметру здания.

В кирпичных и блочных домах рекомендуется устроить монолитный армопояс, связывающий воедино кладку и равномерно распределяющий нагрузку на опоры.

В отличие от односкатных или двускатных крыш, где мауэрлат устанавливается на вмурованные шпильки, крепление бруса производится не сразу. Сначала нужно вывести все диагонали и определить место опирания стропильных ног. А шпильки этому могут помешать.

Чтобы избежать увлажнения дерева при соприкосновении с бетоном, мауэрлат укладывается на прокладку из гидроизоляции — 2 слоя рубероида, обмазку мастикой. Лежень устанавливается на внутренние несущие стены.

В деревянных и каркасных строениях мауэрлатом служит верхний венец или обвязочный брус. Он дополнительно связывается с нижними элементами стен для увеличения устойчивости верхнего пояса к боковым нагрузкам.

Устройство балочной паутины

На мауэрлат и лежни укладываются балки перекрытия верхнего этажа. При этом важно соблюсти требуемый вынос карниза. Как правило, он составляет от 0,4 до 0,8 м, но может быть и больше в зависимости от проектного решения.

На этом этапе удобно сразу подшить карниз. Доски размечаются и прикручиваются прямо с балок перекрытия. Тогда как для подшивки уже готовой крыши нужно устраивать высокие подмости или леса.

Установка рамы

Каркас из стоек и конькового прогона изготавливается из доски 50х200 мм и крепится к балкам перекрытия.

Если в крыше присутствуют эркеры, то на опору устанавливается центрирующий элемент, где будут сходится все эркерные стропила. Это существенно облегчит последующий монтаж.

Укладка стропил и нарожников

На этом этапе 2 человека крепят стропила в 2 точках — в верхней на коньковом прогоне и в нижней на мауэрлате.

Если стандартных досок длиной 6 м недостаточно, придется их сращивать. Стык лучше располагать в верхней трети, где усилия минимальные.

Далее устанавливаются угловые стропила (ендовые балки, накосные стропила). Затем нарожники основной крыши и вальм. Если скат пологий, сечение досок нужно увеличить.

Углы примыкания стропил размечаются с помощью угольника Свенсона и запиливаются. Когда основные стропила и нарожники уложены, можно приступать к монтажу стропил для эркеров.

Монтаж связей жесткости

Для придания каркасу устойчивости устанавливаются распорки, подвесы, затяжки, подпорки. Этот этап очень важен. Сечение доски для вспомогательных элементов — 50х50, 50х150, 50х200 мм в зависимости от воспринимаемой нагрузки. Если проектом предусмотрена мансарда, то затяжка будет играть роль балок перекрытия для подшивки потолка.

Обрешетка

В зависимости от выбранного кровельного материала укладываются дощатый разреженный или сплошной настил. Под металлические покрытия обрешетка дополняется контробрешеткой, чтобы организовать вентилируемый зазор и обеспечить свободную циркуляцию воздуха.

Под мягкую кровлю, которая крепится наклеиванием, устраивается обрешетка из досок с зазором до 100 мм или плит водостойкой фанеры, ОСП. Обрешетка эркеров и других примыкающих конструкций укладывается в последнюю очередь.

Гидроизоляция

В кровлях из профнастила или металлочерепицы функция гидроизоляции заключается в защите от попадания конденсата на стропильную систему и утеплитель, а также от выдувания ветром волокон теплоизоляции. Чтобы обеспечить проветривание утеплителя, используются пленки или мембраны с паропроницаемыми свойствами. Они крепятся поверх стропил, зажимаются брусками контробрешетки. В дальнейшем на них укладывается обрешетка для кровельного покрытия.

В мягких кровлях из битумной черепицы или рулонных материалов гидроизоляция монтируется непосредственно на сплошной настил. Она устраивается в зависимости от наклона скатов:

  • при угле более 20° гидроизоляционный ковер укладывается на карнизах, ендовах, коньках и ребрах крыши, вдоль фронтонов;
  • при меньшем уклоне гидроизоляции подлежит вся поверхность кровли.

Необходимо соблюдать нахлесты не менее 10-20 см, а также фиксировать края гвоздями. Вместо рулонной гидроизоляции допускается использовать обмазочную, которая наносится в 3 слоя с перерывом на высыхание. Только после этого можно приступать к монтажу кровельного материала.

Как запилить стропила вальмовой крыши

Скаты вальмовой крыши могут располагаться с разным уклоном, но такая система сложна как для расчета, так и реализации. Гораздо проще построить равноугольную крышу, где все скаты имеют одинаковый угол наклона.

В равноуклонных вальмовых крышах проекции диагональных стропил пересекаются с мауэрлатом под углом 45°. Это существенно облегчает запил торцов укороченных стропил, поскольку горизонтальный угол уже известен. Основные стропила всегда перпендикулярны мауэрлату, поэтому их обработка ничем не отличается от двускатных систем.

Чтобы правильно запилить нарожники с первого раза, нужно точно выдержать 4 параметра:

  • длину до мм;
  • вертикальный угол уклона стропил (измеряется с помощью угольника или рассчитывается по геометрическим формулам);
  • горизонтальный угол (определяется по отношению к диагональной балке).

Для измерения уклона ската можно воспользоваться приложением на смартфоне. Достаточно совместить его с осью стропила, программа вычислит этот угол.

Теперь нужно подготовить шаблоны для верхнего и нижнего запила. Поскольку стропила примыкают к диагональной балке симметрично, второй шаблон вырезается зеркально.

Если углы разные, то прирезка доски производится по месту. Размечается положение стропила на мауэрлате и диагональной балке с принятым шагом. В нижней части делается зарез, чтобы посадить стропила на мауэрлат.

Верх нарожника прикладывается к диагональной балке, приблизительно запиливается по ее плоскости. Путем доработки пилой за несколько запилов достигается плотное соединение двух деталей. По этому резу на доске изготавливается шаблон и используется уже для запила остальных укороченных стропил.

Как крепить нарожники

Укороченные стропила опираются одним концом на накосные стропила, другим на мауэрлат или ендову. Узел примыкания нарожника к стропилу выполняется следующим образом:

  • оба торца зарезаются под углом в соответствии с проектом;
  • элементы устанавливаются в проектное положение;
  • к накосному стропилу верхний край временно прибивается гвоздями длиной 120 мм (пристреливается нейлером);
  • окончательно узел фиксируется «глухарем» — толстым шурупом с широкой шайбой.

Есть старый, но очень надежный способ крепления с помощью черепных брусков. Они представляют собой обычные бруски сечением 50х50 мм или доски 50х100 мм длиной 20-30 см. Прибиваются к накосному стропилу гвоздями на 100-120 мм в нижней части нарожника. Верхний край будет раскрепляться обрешеткой или скобами.

При устройстве примыкания укороченного стропила к ендове принцип остается прежним. Черепной брусок прибивается снизу, а сверху можно установить скобу.

Бруски создают распор между нарожником и стропилом, что увеличивает жесткость соединения. Таким способом можно крепить и другие элементы — стойки, подкосы и т.д.

Примыкание стропильной системы к трубам, шахтам, мансардным окнам

При прохождении вентканалов, труб, а также при установке мансардных окон в вальмовой крыше дома устраивается обход стропильной системы вокруг проема:

  1. Усиливаются стропила, расположенные по обе стороны от трубы. Для этого они изготавливаются сдвоенными или из бруса большего сечения.
  2. Снизу и сверху от окна или коммуникации укладываются ригели из досок. Верхняя плоскость этих балок срезается под углом.
  3. Теперь на эту силовую раму можно крепить части стропильных ног и боковые распорные элементы из срощенных досок.

Между собой детали соединяются с помощью металлических уголков. Для обхода трубы или шахты ригель должен быть установлен вертикально, а в случае мансардного окна —перпендикулярно скату. Это необходимо, чтобы можно было смонтировать оконную раму, подвести и закрепить паро- и гидроизоляцию.

Как построить вальмовую крышу с утеплением

В мансардных домах после укладки кровельного покрытия проводится теплоизоляция. Она устраивается из плит минеральной базальтовой ваты плотностью до 35 кг/м². Рулонный утеплитель использовать не рекомендуется из-за склонности к усадке и сползанию.

Плиты устанавливаются враспор между стропилами, а при большой расчетной толщине — по дополнительной внутренней обрешетке. Снизу материал нужно защитить пароизоляцией, стыки которой должны быть хорошо проклеенными и максимально герметичными.

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.

Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

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 двухскатная крыша

Полувальмовая четырёхскатная крыша

Полувальмовая четырёхскатная крыша

Шатровая крыша

Шатровая крыша

Вальмово-фронтонная 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.

Элементы вальмовой стропильной системы

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 вальмовой стропильной системы

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.

Уклон крыши и кровельные материалы

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

Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

Теорема Пифагора

Теорема Пифагора

Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

Каркас вальмовой стропильной системы

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 крышиtg αsin α
0,090,09
10°0,180,17
15°0,270,26
20°0,360,34
25°0,470,42
30°0,580,50
35°0,700,57
40°0,840,64
45°1,000,71
50°1,190,77
55°1,430,82
60°1,730,87

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:

Расчет вальмовой стропильной системы

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:

Расчет вальмовой стропильной системы

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

Расчет вальмовой стропильной системы

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, смДлина стропил, м
3,03,54,04,55,05,56,0
215100х150100х175100х200100х200100х250100х250
17575х15075х20075х200100х200100х200100х200100х250
14075х12575х12575х20075х20075х200100х200100х200
11075х15075х15075х17575х17575х20075х200100х200
9050х15050х17550х20075х17575х17575х20075х200
6040х15040х17550х15050х15050х17550х20050х200

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 трем сторонам

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.:

  • 2,478 м / 1,4 м = 1,77 шт.

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

  • BN = 2,478 / 2 = 1,239 м

Составляем пропорцию подобных треугольников:

Исходя из этого соотношения:

Расчет вальмовой стропильной системы

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:

  • (2 · 3,52) / 4 = 1,76 м

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

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:

  • SΣ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

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