Стропильная система вальмовой крыши — специфика устройства и описание процесса монтажа
Krepysh-ufa.ru

Строительный портал

Стропильная система вальмовой крыши — специфика устройства и описание процесса монтажа

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

    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.

    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.

    • 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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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:

    Для устройства мансардного помещения такой высоты недостаточно.

    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.

    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.

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

    Для упрощения расчетов сечения стропил используются онлайн-калькуляторы.

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

    Здесь под вальмами понимаются треугольные участки кровли.

    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.

    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.

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

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

    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.

    Устройство вальмовой крыши. Монтаж стропильной системы.

    Одной из распространенных кровельных систем является вальмовая крыша, характерным отличием которой является наличие четырех скатов, два из которых имеют вид треугольника, а два трапеции.

    Если же все стороны треугольные, то такая крыша называется шатровой и применима для здания, все стороны которого имеют одинаковую длину.

    Конструктивные особенности вальмовой крыши

    Наличие четырех скатов, наклоненных к каждой стороне дома, обеспечивают конструкции обтекаемую форму и, соответственно, высокую сопротивляемость ветровой нагрузке. Поэтому в регионах с частыми и сильными ветрами такая конструкция является весьма распространенной.

    Но если снега выпадает очень много, а угол наклона при этом высокий, то возможно его схождение лавиной. В этом случае для обеспечения безопасности людей лучше предусмотреть установку снегозадержателей, которые смогут регулировать этот процесс.

    С классической двускатной крышей вальмовую кровлю роднит наличие двух длинных боковых скатов , а отличает отсутствие фронтонов, вместо которых устраиваются две наклонные треугольные плоскости, направленные к карнизу.

    Еще одной конструктивной особенностью является наличие двух вершин , для соединения которых укладывается конек , но в шатровых крышах его нет, так как все вершины треугольников сходятся в одной точке.

    Если же вальма (треугольный элемент крыши) делается только в верхней части конструкции, то такая кровля называется полувальмовой.

    Особняком можно выделить «датские крыши» , характерным признаком которых является то, что в верхней трети крыши имеется маленький фронтон с опорой на стропила.

    Это позволяет рационально использовать эти конструктивные особенности, например, для устройства окон или вентиляционных элементов. Большие преимущества предоставляются владельцам домов, остановившим свой выбор на такой кровле при обустройстве мансардного уровня.

    Почему крыша вальмовая?

    Непосредственно слово «вальм» имеет финское происхождение и буквально переводится как «стог сена». В конструкции такой крыши вальмой чаще всего называют треугольный элемент кровли, который примыкает к торцевой части здания.

    Но встречается и другое определение вальмы, исходя из которого так называют ребра, то есть конструктивный элемент кровли, образуемый двумя смежными плоскостями, чаще всего треугольной и трапециевидной.

    Таким образом получается, что вальмовыми можно называть крыши, скаты которых ограничены такими ребрами и, соответственно, такую кровлю можно считать противоположной другой форме конструкции – ендовой, в которой также имеется наклонное «ребро», но не с внешним углом, а с внутренним.

    Карнизная часть вальмовой крыши всегда имеет небольшой свес, который придает завершенный вид кровле и выполняет функцию защиты стен дома от осадков. А другое альтернативное название — четырехскатная крыша — совсем простое, полученное по числу скатов.

    Элементы вальмовой крыши

    Но, несмотря на достаточно простую по форме конструкцию, устройство вальмовой крыши является делом достаточно сложным, особенно в случае самостоятельного выполнения работ.

    И главная проблема связана, прежде всего, с возведением стропильной системы, которая не имеет вертикальных опор.

    Ее конструкцию составляют два вида знакомых геометрических фигур:

    • трапеция, форма которой зависит от соотношения конька и карнизного свеса,
    • треугольник, который становится альтернативой фронтону, но в отличие от него обязательно устраивается под определенным углом к горизонту таким образом, чтобы он формировал вместе с трапециевидными элементами общий угол.

    В большей мере именно в такой конструктивной особенности крыши и состоит основная сложность при ее возведении, так как использовать для этого обычный способ, каким устраивают скаты, не получится из-за того, что коньковый элемент не перекрывает полностью дом по длине.

    Для создания опоры для стропильных ног вальм их соединяют с углами конька, а в итоге получаются своеобразные диагонали, на которые впоследствии следует установить разные по длине стропы, называемые нарожниками , один конец которых монтируется в районе карниза, а второй – к коньку.

    Возведение вальмовой крыши выполняется из элементов:

    • конька, выполняющего функцию сопряжения всех элементов кровли и основной несущей оси конструкции;
    • угловых накосных стропил, соединяющих брус конька и карнизные углы кровли. Являются основными несущими элементами в количестве 4 единиц;
    • стропил, количество которых зависит как от конфигурации, так и от размеров крыши. Отличительной чертой является то, что их длина неодинакова. Опираются на угловые балки перекрытий или специально установленный мауэрлат и крепятся к угловым стропам (ногам);
    • каркаса, рядового и промежуточного. Элементы первого устанавливаются на коньке и спускаются к карнизу, промежуточные также начинаются в верхней части крыши, на коньковом брусе, а заканчиваются на мауэрлате, но следует учесть, что используются только для трапециевидных элементов кровли, на вальмах их нет.

    Вальмовая крыша своими руками пошагово, видео:

    Как правильно выполнить расчет вальмовой крыши?

    Расчет начинается после того как будет определен угол наклона будущей крыши и измерена ее площадь . Для первого параметра определяющими факторами являются ветровые нагрузки в той местности, в которой возводится дом, и вес кровельного материала.

    Для регионов с сильными ветровыми нагрузками выбор меньшего угла наклона является правильным решением, но в этом случае объем подкровельного пространства соответственно сократится, что не позволит создать мансарду или полноценный чердак.

    Мембранная кровля, хоть и не является самой популярной для такой формы крыши, не имеет никаких требований к углу наклона.

    Рассчитать площадь вальмовой крыши несложно при условии, что все размеры известны. Далее используются знания из курса геометрии, а именно определяются суммы площади двух равных трапеций и треугольников. Можно использовать и более простой путь – онлайн-калькуляторы , но первый вариант предпочтительнее, так как в нем можно учесть все нюансы конструкции.

    Важно при определении длины следует руководствоваться не размерами самого дома, а длиной карниза, так как крыша предполагает наличие небольшого свеса. Полученные данные важны и при покупке материалов, но в этом случае надо учитывать, что некоторые из них укладываются с нахлестом.

    Стропильная система вальмовой крыши: как сделать расчет?

    Самым ответственным моментом при конструировании вальмовой крыши является возведение стропильной системы , которая является несущей конструкцией для кровельного материала и должна выдерживать его вес, а также быть достаточно надежной для того, чтобы сопротивляться внешним воздействиям: ветру, осадкам и т. д.

    Даже если планируется, что будет возводиться вальмовая крыша своими руками, расчеты лучше доверить проектировщикам.

    На первом этапе определяется, какую общую нагрузку должна выдержать стропильная система, при этом в расчет принимаются максимальные значения как по весу самой конструкции, так и совокупной массе кровельного покрытия вместе с изоляционными материалами. Учитывается также и воздействие ветра, осадков, высота дома и т. д.

    В результате определяется нормативная нагрузка на 1 м 2 , но у стропил размеры линейные. Поэтому при шаге, равном 1 м, за единицу принимается нормативная нагрузка, полученная в результате вычислений. Если шаг отличается в какую-либо сторону, то применяется поправочный коэффициент.

    При устройстве стропильной системы важно учесть, что сначала следует выполнить расчеты для каждого ее элемента отдельно, так как каждый из них может подвергаться различной нагрузке, например, ветреная и подветренная стороны. До того как приступить к работе, на основании полученных расчетов выполняется чертеж конструкции, в котором обозначаются все основные точки:

    1. расположение конькового бруса;
    2. положение стропильных ног;
    3. длина свеса;
    4. расположение промежуточных стропил и накосных элементов.

    Для удобства можно использовать специальные расчетные схемы или таблицы , в которых приведены соотношения размеров элементов между собой. Но все же без соответствующей подготовки самостоятельно можно и не справиться, особенно без уверенных знаний по геометрии.

    Монтаж вальмовой крыши: особенности проведения работ своими руками

    1. Монтаж вальмовой конструкции крыши, как и любой другой, начинается с возведения стропильной системы . Но в этом случае имеются некоторые существенные различия. До начала всех работ должны быть поставлены вспомогательные леса , представляющие собой небольшое возвышение для работы мастера.

    2. После этого можно приступать к монтажу первого элемента – конькового бруса , который крепится к предварительно возведенным вертикальным опорам, расположенным установленных с шагом 3-5 м.

    Далее устанавливается мауэрлат , который служит для того, чтобы равномерно распределить нагрузку кровли на несущие конструктивные элементы дома. Располагается он по центру внешней стены или со смещением к внутреннему краю.

    3. После того как установлен и закреплен мауэрлат, можно приступать к монтажу диагональных стропильных ног , которые соединяются с внешними углами, и накосных, закрепляемых с внутренней стороны.

    Фиксируются с опорой на мауэрлат и диагональную стропу, при этом крепление выполняется на разной высоте.

    4. Следующий этап – установка подкосов , которые крепятся под диагональными опорами под углом в 45°. Затем можно приступать к монтажу промежуточных строп , которые имеют две точки опоры: наверху к коньку, нижним краем к мауэрлату.

    Они устанавливаются с определенным равномерным шагом, который в среднем составляет от 1 до 1,2 м . Для усиления конструкции промежуточные стропила через один элемент дополнительно фиксируются к несущей стене дома с помощью металлических скруток или скоб.

    Как установить стропильные ноги ровно и в одной плоскости? Видео:

    Усиление стропильной системы и обрешетка

    Для этого используется способ выполнения надрезов на брусе в соответствующих местах.

    Далее следует подумать о дополнительном укреплении всей конструкции, например, с помощью шпренгеля – специального бруса, устанавливаемого между плечами мауэрлата и обеспечивающего большую надежность для стропильных ног. Для повышения несущей способности конструкции могут использоваться специальные стойки , которые соединяют перекрытие и стропы.

    Также на прочностные характеристики кровли влияет и выбор материала для изготовления обрешетки, для которой лучше всего использовать доски, но, в зависимости от вида выбранного материала и веса, можно остановить выбор и на брусе с сечением 40?40 или 50?50 мм .

    Шаг обрешетки может быть практически любым и определяется видом кровельного материала. Например, для мягкой черепицы рекомендуется сплошная обрешетка, в иных случаях можно ориентироваться на шаг от 20 до 50 см .

    Все виды пиломатериалов, используемые при возведении стропильной системы и обрешетки, должны предварительно обрабатываться антисептиками и антипиренами, но также важно выбирать сухой материал, чтобы не допустить деформации конструкции и нарушения ее линейных размеров.

    Выбор кровельного материала часто определяется желаниями и вкусом владельца здания, но все же учитываются конструктивные и архитектурные особенности дома, окружающий ландшафт, цена, вес, сложность монтажа и другие факторы.

    Кроме того, для создания комфортных условий для проживания следует позаботиться и об устройстве полноценного кровельного пирога с тепло-, паро-, звуко- и гидроизоляционными слоями.

    И небольшой совет: если все же решено возводить вальмовую крышу своими руками, то для облегчения задачи можно на основе предварительно выполненного чертежа заказать ее изготовление . Конечно, стоимость несколько вырастет, но ненамного, так как дополнительно придется оплатить только услуги специалистов, а материал все равно придется приобретать.

    При таком варианте, строго следуя чертежу и соблюдая все расчеты, справиться с работой уж точно получится.

    Читать еще:  Дизельная тепловая пушка прямого и непрямого нагрева — устройство, принцип работы + обзор производителей
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector