sotka.guru

Стропильная система вальмовой крыши — особенности конструкции и проведения расчетов

Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.

Стропильная система вальмовой крыши

Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как односкатная или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.

Содержание статьи

В чем достоинства вальмовой крыши?

Согласитесь, что вальмовая крыша смотрится весьма привлекательно. Но эстетичность, которая она придает зданию – это отнюдь не главное достоинств подобной конструкции.

Эстетичность вальмовой крыши, безусловно, важна, но этим не ограничиваются ее достоинства

• Полное отсутствие вертикальных плоскостей делает такую крушу малоуязвимой в ветровой нагрузке. Если еще и величина уклона скатов незначительна – параметр ветрового давления на стропильную систему сводился к минимуму.
• «Сглаженность» форм на все четыре стороны делает такую крышу устойчивой вообще ко всем видам атмосферных осадков.
• С точки зрения энергосбережения, вальмовая крыша намного превосходит двухскатную конструкцию.
• Такую крышу значительно легче утеплить, разместив термоизоляционный «пирог» под скатами кровли. У двускатной крыши всегда имеются два проблемных фронтона, требующих особого подхода к утеплению и прекрасно «ловящие ветер».
• Удачное распределение нагрузок, обусловленное особенностью расположения основных, диагональных (угловых) и вальмовых стропил, обеспечивают высокую устойчивость всей системы к деформациям под действием внешнего приложения сил.
• Наконец, вальмовая крыша вполне может послужить и мансардой (при определённых углах уклона, безусловно). В любой их скатов может врезаться мансардное окно.

Недостаток у такой системы – это относительная сложность конструкции. Кроме того, на небольших по размеру зданиях и при малых углах уклона крыши чердачное помещение становится невместительным и малопригодным для полезного использования, особенно если система стропил потребует дополнительного усиления подкосами, стойками и т.п.

Очевидно, что недостатки – достаточно условны, и их вполне можно свести к минимуму. А вот количество достоинств – впечатляет, что и способствует постоянному росту популярности вальмовых крыш.

Основные конструктивные особенности вальмовой крыши

Итак, что собой представляет вальмовая крыша с конструктивной точки зрения.

Это – четырёхскатная конструкция. Два ската, проходящие вдоль длинно стороны здания, имеют форму трапеции, верхняя сторона которой является коньком, а боковые ребра расходятся от него к углам здания. С обеих фронтонных сторон скаты имеют форму равнобедренного треугольника, который своей вершиной упирается в крайнюю точку того же конька.

Так выглядит классическая четырёхскатная вальмовая крыша

Теперь, если виртуально аккуратно снять с крыши кровельное покрытие, убрать, чтобы не мешали рассмотрению, стены дома, то откроется примерно такая картина – собственно. Сама деревянная конструкция вальмовой стропильной системы.

Базовая схема вальмовой стропильной системы.

Теперь познакомимся с самыми основными конструктивными элементами вальмовой стропильной системы.

Основные элементы стропильной системы вальмовой крыши

1 – мауэрлат – мощный деревянный брус, закрепленный по периметру верхнего торца стен дома. Является базовой основой для установки стропильной конструкции.

2 – коньковый брус (прогон). Должен располагаться строго по продольной оси дома, на высоте от уровня перекрытия, зависящей от запланированной крутизны скатов крыши.

3 – центральные основные стропила. Располагаются с расчётом опоры на мауэрлат и на края конькового прогона. Всего таких стропил – 4 штуки, по два на каждый боковой скат.

4 – центральные вальмовые стопила. Расположены строго по оси конька, делят треугольный вальмовый скат ровно пополам. Общее количество – две штуки.

5 – угловые или диагональные стропила (иначе – накосные ноги). Опираются на угол мауэрлата и на оконечность конькового прогона. Самые длинные из всех стропильных ног. Общее количество – 4 штуки. Таким образом, на каждом конце конька сходится по пять стропил – два основных центральных, одно центральное вальмовое и два диагональных (накосных).

6 – промежуточные стропила. Устанавливаются по боковым скатам между центральными стропилами, имеют такой же размер, опираются так же — на мауэрлат и на коньковый прогон. Количество зависит от выбранного шага установки. При маленькой длине конька могут и вовсе отсутствовать.

Конек на этой вальмовой крыше настолько короткий, что необходимости в промежуточных стропилах просто нет

7 – укороченные стропила. Устанавливаются по боковым трапециевидным скатам между центральным стропилом и углом крыши. Опираются на мауэрлат и на накосные (диагональные) ноги. Количество зависит от шага установки. Длина деталей меняется – уменьшается по мере приближения к углу системы.

8 – укороченные стропила вальмового ската (нарожники). Расположение, количество и размеры в целом аналогичны с боковыми укороченными стропилами.

Это был показан простейший, базовый вариант стропильной вальмовой конструкции. На практике же, когда крыша возводится над жилым домом, приходится прибегать к усилению, то есть установке дополнительных элементов:

Элементы усиления конструкции вальмовой крыши

9 – стойки, подпирающие коньковый прогон. Они могут опираться на лежень, уложенный ровно по центру перекрытия параллельно коньку (например, если снизу имеется капитальная внутренняя стена). Другой вариант – упор стоек в балки перекрытия или в затяжки (ригели) соединяющие пары стропильных ног.

10 – затяжки (ригели), которые одновременно могут выполнять и роль балок перекрытия. Другой вариант – это действительно балки, врезанные в мауэрлат или вмурованные в стены дома. Затяжки могут располагаться и выше, ближе к коньковому прогону. Зачастую в этом случае она становится основой для подшивки потолка чердачного помещения. Затяжки или балки становятся основой не только для стоек, но и для некоторых других усиливающих элементов конструкции.

11 – если основные или промежуточные стропила получаются слишком длинными, более 4,5 м, то их необходимо усилить, установив диагональные подкосы, упирающиеся в расположенный снизу прогон или в балки перекрытия (затяжки). Подкосы обычно устанавливаются под углом 45 ÷ 60°, и использование таких промежуточных опор позволяет уменьшить сечение пиломатериалов, идущих на изготовление стропильных ног.

12 – самыми длинными всегда получаются диагональные стропила (накосные ноги). Как правило, они в первую очередь нуждаются в усилении, так как будут служить опорой для целого ряда укороченных стропил (нарожников). Один из вариантов – это установка шпренгеля, как показано на рисунке. Устанавливается угловая шпренгельная балка, которая врезается в мауэрлат, а от нее к накосной ноге идет вертикальная стойка. Другой вариант усиления диагональных стропил – те же подкосы, которые снизу будут опираться на центральный лежень.

13 – ветровая балка, которая наискось прибивается изнутри к стропильным ногам, как правило, с наветренной стороны здания. Практикуется ее использование и с обеих сторон, когда дом возводится в ветреном регионе, а направление ветра – неустойчиво.

14 – для формирование карнизных свесов можно увеличивать длину стропильных ног, так, чтобы они выходили за внешние стены на определенное расстояние. Это, правда, бывает не всегда возможно или оправдано – из-за ограничений по стандартной длине пиломатериалов или из соображений экономичности. Выход – применение удлиняющих стропила деталей, кобылок, которые и сформируют карнизный свес требуемой ширины от уровня стен дома.

Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы

Итак, впереди самый ответственный этап – провести проектирование будущей вальмовой стропильной конструкции. В этом вопросе следует придерживаться определённой последовательности.

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Начать следует с выбора оптимального угла ската кровли. В принципе, угол боковых и вальмовых скатов может и различаться, но все же «классический» вариант – это их одинаковый уклон: так и нагрузки распределяются равномерно, и внешне крыша будет смотреться более выигрышно.

Для вальмовых крыш обычно принимают угол уклона от 20 до 45 градусов. В регионах с повышенной снеговой нагрузкой есть смысл сделать скат круче, а там, где превалирует ветровое давление оптимальным будет придание уклона не более 30 градусов. Впрочем, это решение хозяев, так как могут играть роль и планы насчет использования чердачного помещения.

Важным параметром выбора угла ската является и планируемое кровельное покрытие – для различных его типов есть определенные нижние границы крутизны. Ниже расположена схема уклонов крыши (в градусах и в процентах). Схема выполнена с точным соблюдением масштаба, так что при желании можно по ней задать угол и в пропорциональном отношении (отношение высоты подъема к длине основания стропильного треугольника).

Диаграмма углов крутизны крыши и допустимые минимальные уклоны для различных типов кровельного покрытия

Стрелками показаны нижние предельные границы уклона для различных типов кровельного покрытия. Первые три пункта нас в данном случае не интересуют – они относятся к плоским крышам.

Есть еще один нюанс. Вальмовая крыша, как мы видели, предполагает наличие трапециевидных и треугольных скатов. При использовании листового кровельного покрытия неизбежны будут немалые потери материала на раскрое – могут доходить до 30%. Оптимальным видится вариант с мягкой битумной черепицей или с использованием штучных кровельных материалов. Впрочем, опять же, все решает хозяин дома.

После того как угол уклона ската будет выбран, уже несложно определить высоту конька, к которому сойдутся центральные и промежуточные стропила.

Определение высоты конька вальмовой крыши

У нас известна ширина дома D. Конек располагается строго по продольной оси, то есть на расстоянии d = D/2. С углом α также определились. Высота конька, таким образом, определяется следующим соотношением:

h = d × tg α

Чтобы не заставлять читателя тратить время на поиски таблицы тангенсов — ниже размещен калькулятор для проведения расчета высоты конька.

Перейти к расчётам

Длина конькового прогона

Определяем длину и расположение конькового бруса (прогона)

Раз предполагается, что угол уклона на боковых и вальмовых скатах будет одинаковым, то и длина центральных стропил также должна совпадать. А это, в свою очередь, означает, что края конькового прогона должны располагаться от торцевых стен дома на таком же расстоянии, как сам прогон от параллельных ему стен.

«Классическое» расположение конькового прогона

1 – мауэрлат

2 – коньковый прогон.

3 – центральные боковые стропила

4 – центральное вальмовое стропило, равно по длине центральным боковым.

Значит, длина конькового бруса получается равной длине дома за вычетом 2d, а если упростить, то длина дома минус его ширина D. Располагаться он должен строго по центру, по обеим, продольной и поперечной, осям.

Для изготовления конькового прогона обычно используется такой же материал, что и для центральных стропильных ног. Вертикальные стойки для его установки вырезаются с учетом ширины бруса, чтобы в собранном виде верхний край конька расположился на рассчитанной высоте h.

Коньковый прогон на стойках, усиленных диагональными подкосами.

Желательно коньковую раму, опирающуюся на лежень, усилить диагональными подкосами, так, как показано на рисунке.

Длина центральных стропильных ног

Коль известна высота установки конькового прогона и его расстояние от мауэрлата (в горизонтальной проекции), вполне можно сразу рассчитать длину центральных стропил.

Определяем необходимую длину центральных стропил

Здесь – все предельно просто. По двум известным катетам – высоте h и основанию d несложно, применив теорему Пифагора, найти гипотенузу, которая и станет длиной стропильной ноги L от конька до мауэрлата. Воспользуйтесь для этого встроенным калькулятором:

Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам

Понятно, что промежуточные стропила, опирающиеся также на коньковый прогон, будут иметь точно такие же размеры.

Подрезка стропильных ног для соединения в коньковой части

Для соединения стропил на коньковом прогоне они могут подрезаться под углом β, который равен:

Β = 90° — α

Стропильные ноги примыкают с обеих сторон к коньковому прогону

Способ соединения, впрочем, может быть разным, например, внахлест стропильных ног с размещением конькового прогона снизу – это учитывается при расчете размеров и самих стропил, и высоты стоек под коньковый прогон. Исходят из того, что высшую точку конька в таком случае формирует верхнее пересечение стропильных досок.

Крепление стропильных ног над коньковым прогоном.

Нижним своим краем стропильные ноги опираются на мауэрлат. Здесь тоже возможны варианты, но рассматривать в данной публикации их не будем, потому что это хорошо изложено в других статьях.

Мауэрлат – надежная основа для стропильной системы

Если на односкатной или щипцовой крыше мауэрлат может крепиться только со стороны скатов кровли, то при вальмовой системе он обязательно представляет собой замкнутую раму. Как устанавливается мауэрлат – в отдельной публикации нашего портала. А еще одна статья посвящена основным правилам крепления стропил на мауэрлате.

Сразу можно определиться насколько необходимо удлинить стропила, если именно они будут формировать карнизный свес. В том случае, когда карниз создается за счет кобылок, полученное значение станет «полезной» из длиной, то есть пригодится в любом случае.

Расчет длины удлинения стропил (рабочей длины кобылок) для формирования карнизного свеса

Если известна планируемая ширина карнизного свеса k и угол уклона кровли α, то параметр ΔL несложно определить по формуле:

ΔL = k / cos α

Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес

Теперь, чтобы узнать общую длину стропильной ноги, останется лишь просуммировать полученные значения L и ΔL.

Это удлинение будет одинаковым для всех стропил и нарожников, за исключением диагональных стропил (накосных ног). Для них в калькуляторе предусмотрен специальный расчет.

Длина диагональных стропил

Эти стропильные ноги – самый длинные, и будут испытывать максимальные нагрузки.

Диагональные стропила или накосные ноги – самые длинные из всех

Определить их длину – сложности не представляет. Можно вновь воспользоваться теоремой Пифагора, то есть прибегнуть к помощи размещенного выше калькулятора. Диагональное стропило является гипотенузой с основанием, равным половине ширины здания d, и с высотой, равной длине центрального вальмового стропила L.

Прямоугольный треугольник с гипотенузой – диагональным стропилом

Lд = √ (L² + d²)

Несколько отличается, как мы видели из представленного выше калькулятора, и величина удлинения стропила для формирования карнизного свеса.

Шаг установки стропил и их сечение

Линейные размеры центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног известны. Теперь следует определиться с сечением доски (бруса) для их изготовления и шагом установки. Это величины – взаимосвязанные, и зависят от предполагаемых нагрузок на конструкцию крыши.

Пришла пора определиться с сечением материала для стропильных ног и с шагом установки промежуточных стропил

Суммарная нагрузка, выражаемая в килограммах на квадратный метр, складывается из нескольких величин. Это, прежде всего, вес самой конструкции крыши, с учетом кровельного материала, обрешётки, утеплителя и т.п. К этому добавляются временные нагрузки – давление выпавшего снега и ветровое воздействие. Кроме того, вероятны и нагрузки стихийного характера, трудно поддающиеся прогнозированию – ураганные ветры, сейсмические толчки и другие форсмажорные явления. На этот счет в конструкцию крыши вносится определённый резерв прочности.

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Чем чаще они смонтированы, то есть чем меньше шаг их установки, тем меньше выпадает на каждый погонный метр стропильной ноги, и тем меньше в сечении может быть пиломатериал. Второй параметр, влияющий на сечение материала – это пролет стропильной ноги, то есть расстояние между двумя точками опоры.

Ниже расположена таблица, которая поможет определиться с требуемым сечением бруса для стропильных ног. Как ею пользоваться?

Исходной величиной является значение распределенной нагрузки на стропильную ногу (при промежуточном значении берется очередное в большую сторону). В этом столбце находят ячейку с длиной пролета стропила. Эта ячейка предопределяет строку, в которой, в правой части таблицы, указаны необходимые сечения бруса для изготовления стропильных ног. Обратите внимание, что при желании можно использовать и кругляк – в таблице указаны значения необходимого диаметра.

Например, при распределенной нагрузке на стропильную ногу в 150 кг/м и длине пролета 5 метров потребуется брус одного из сечений: 70×230; 80×220; 90×210 или 100×20, или же бревно диаметром 200 мм.

Теперь – как рассчитать распределенную нагрузку на стропила. Для этого есть особый алгоритм, учитывающий основные факторы воздействия на стропильную систему. Не станем в данной публикации приводить весь каскад формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться калькулятором, в котором эти физико-математические соотношения уже заложены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги

Для расчёта понадобится несколько исходных величин:

• Угол ската кровли – он нам уже известен.
• Планируемый тип кровельного покрытия – от этого зависит постоянная весовая нагрузка на стропильную систему.
• Значение снеговой нагрузки для данного региона – оно заложено в калькулятор в соответствии с зоной, которую можно определить по представленной карте-схеме:

Распределение территории РФ по степени снеговой нагрузки

• Уровень ветрового воздействия. Также определяется зоной по карте-схеме, представленной ниже:

Распределение территории РФ на зоны по уровню ветрового давления

• Высота здания в коньке.
• Степень открытости участка ведения строительства. В калькуляторе указаны основные признаки для определения зоны, но следует иметь в виду, что наличие указанных природный или искусственных преград для ветра может учитываться только в том случае, если они находятся не далее, чем на расстоянии 30 × Н, где Н – это высота здания в коньке.

Наконец, шаг установки стропил. Эту величину можно изменять, подбирая оптимальное значение распределенной нагрузки. При этом принято учитывать, что если крыша будет утепляться, шаг установки стропил рекомендуется согласовать с размерами блоков (матов) термоизоляционного материала – так будет проще проводить монтаж и меньше останется отходов.

После того как значение распределенной нагрузки будет получено – можно заходить в размещенную выше таблицу для выбора сечения материала для центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног.

Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)

После установки центральных, диагональных и промежуточных стропил остаются «незаполненными» треугольники, примыкающие к накосным ногам. Они в нашем случае абсолютно равны по размерам. Здесь подразумевается установка укороченных стропил или нарожников.

Расположение укороченных стропил основного ската и нарожников — вальмового

Укороченные стропила (нарожники) устанавливаются строго параллельно центральным, но крепятся верхним концом уже не на коньковый прогон, а на подкосную ногу. Соответственно, по мере приближения к углу стропильной системы их длина уменьшается.

Шаг установки их может соответствовать шагу промежуточных стропил, но это не является обязательным. Гораздо удобнее разделить длину незаполненного участка мауэрлата на несколько равных участков – так проще будет определиться с длиной заготовок.

Рассмотрим на примере:

Боковая проекция углового участка стропильной вальмовой системы

1 – мауэрлат;

2 – коньковый прогон;

3 – центральное и промежуточное стропила;

4 – диагональное стропило;

5 –укороченные стропила.

В данном случае оставшийся участок был разделен на три одинаковых отрезка, то есть предусматривается установка двух укороченных стропил. Длину каждого из них несложно определить, руководствуясь правилом подобия треугольников.

Длина центрального стропила L— известна. Основание второго треугольника ровно на треть меньше базовой длины d, таким образом, и длина первого укороченного стропила L1 будет также на треть короче.

L1 = ⅔ × L

Аналогично — и со вторым стропилом:

L2 = ⅓ × L

Если планируется установка трех стропил, то участок делится на четыре отрезка, четырех – на пять, и т.п.

Обратите внимание: несмотря на то, что треугольники по обе стороны диагонального стропила абсолютно одинаковые, количество укороченных стропил (нарожников) на боковом и вальмовом скате может различаться. Например, как показано на рисунке ниже, с боковых скатов устанавливается по две ноги, а с вальмовых – по три нарожника.

Схема крепления укороченных стропильных ног и нарожников на диагональном стропиле

Это удобно еще и с той точки зрения, что укороченные ноги не пересекаются в одной точке на диагональном стропиле. В противном случае были бы сложности в креплении, да и сама накосная нога не будет ослабляться из-за слишком большого количества крепежных элементов на ограниченном участке.

Обратите внимание еще на один нюанс. Рекомендуется к брусу накосного стропила с обеих сторон закрепить черепные бруски (сечением 50×50 мм). Это дает сразу две выгоды.

• Во-первых, сам профиль накостного стропила приобретает тавровую форму, что способствует увеличению жёсткости конструкции, ее сопротивляемости на изгиб. Для диагональных ног – это особо важно.
• Во-вторых, предельно упрощается прочное крепление укороченных стропил на накосной ноге. Дело в том, что здесь необходима подрезка стропил и по высоте, в соответствии с углом уклона крыши, и по ширине (под углом 45°) – для плотного прилегания к накосной ноге. Сделать это идеально точно без соответствующего опыта – непросто. А при наличии черепного бруска небольшие ошибки нивелируются, так как закрепляемые ноги получают еще и дополнительный упор снизу.

В связи с тем, что длина укороченных стропил последовательно уменьшается, сечение бруса для них может быть, в целях экономии, несколько уменьшено – это несложно рассчитать по тому же алгоритму, что приведен выше. Однако, довольно часто все стропильные ноги, без исключения, выполняют из одного типа материала.

При расчете длины укороченных стропил следует иметь в виду, что если они задействуются для создания карнизного свеса, то величина удлинения (расчет которой приводился выше) у них остаётся точно такой же, как и у центральных и промежуточных стропильных ног.

Материал и размеры дополнительных элементов системы

Выше были рассмотрены основные, определяющие элементы стропильной системы вальмовой крыши. Как уже говорилось, она может дополняться другими деталями, в зависимости от необходимости повышения ее прочности и стабильности, например, если расчетная длина стропил превышает допустимые величины, и приходится прибегать к сращиванию бруса или досок.

Основные усиливающие элементы были упомянуты и показаны на иллюстрациях в начале публикации. Размеры определятся по конкретному месту – здесь никаких точных зависимостей нет – исходят из соображений максимальной прочности конструкции, но безусловно, в рамках разумного, так как перенасыщение ее усилением приводит к избыточному весу всей системы и прямо противоположному эффекту.

Осталось определиться с материалом для их изготовления. Ниже приведена таблица, в которой указаны рекомендуемые пиломатериалы для различных дополнительных деталей системы.

Шаг обрешетки выбирается в зависимости от типа выбранного кровельного материала и угла наклона скатов. Для мягкой битумной черепицы в любом случае должна быть выполнена сплошная обрешетка из влагостойкой фанеры или ОСП.

Какова будет общая площадь кровельного покрытия?

Осталось разобраться еще с одним вопросом – сколько составит общая площадь крыши. От этого зависит, какое количество кровельного материала, фанеры (ОСП) для сплошной обрешётки, утеплителя, рулонных пленочных и других  материалов придется приобретать для завершения строительства крыши.

Схема для расчета площади вальмовой крыши

Еще раз вспомним, что вальмовая крыша – это два трапециевидных ската, и два треугольных. Причем и у трапеции, и у треугольника – одинаковая высота, равная:

ΣL = L + ΔL,

то есть расчетная длина стропила плюс удлинение для создания карнизного свеса.

Ширина здания – D. Прибавим к нему с каждой стороны ширину карнизного свеса k, и получим основание вальмового треугольника.

Площадь треугольной вальмы:

sв = ½ × ΣL × (D + 2 k)

Так как вальмовых скатов – два, их суммарная площадь:

Sв = ΣL × (D + 2 k)

У трапециевидного ската высота такая же. Нижнее основание равно длине дома В плюс две ширины карнизного свеса k. Верхнее основание, то есть длина конькового пролета, как мы помним, равно В – (2 × d) = B — D

Вычисляем площадь одной трапеции:

sт = ½ × ΣL × ((В + 2 k) + (В – D))

Для двух скатов получается:

Sт = ΣL × (2 В + 2 k– D)

Осталось только просуммировать и упростить выражение:

ΣS = Sв + Sт = ΣL × (D + 2 k) + ΣL × (2 В + 2 k– D) = ΣL × (2 В + 4 k)

Это – точное значение площади вальмовой крыши с классическими пропорциями заложения конькового прогона.

Для удобства вычислений предлагаем воспользоваться калькулятором – он это выполнит быстро и точно:

Калькулятор расчета площади вальмовой крыши

Перейти к расчётам

Итак, надеемся, что читатель получил достаточно полное представление о стропильной системе вальмовой крыши. Можно самостоятельно провести основные расчеты, чтобы оценить сложность задуманной конструкции и ее материалоемкость. Браться ли за самостоятельное возведение – вопрос спорный, так как без наработанных плотницких навыков в данном случае не обойтись. Надо или быть совершенно уверенным в своих возможностях, или заручится помощью опытных помощников.

В завершение публикации – весьма познавательное видео, которое должно дополнить информацию о конструкции вальмовой стропильной системы:

Видео: полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

stroyday.ru

Вальмовая крыша. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Важнейший элемент дома, который оказывает влияние на всю постройку, это крыша. Её конструкцию подбирают, учитывая погодные условия в вашей местности и материалы, что используются в строительстве. И, конечно же, большое значение имеет внешний вид крыши. Среди всех конструкций больше всего заслуживает вашего внимания вальмовая кровля.

Содержание:

1. Особенности и конструкция вальмовой крыши
2. Разновидности вальмовых крыш
3. Вальмовая крыша своими руками

Особенности и конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша пользуется особой популярностью, так как ей присущи высокие прочностные характеристики, долговечность и оригинальный вид. Также стоит отметить и её необычайную конфигурацию. Вальмовая крыша станет отличным выбором при обустройстве жилого чердачного этажа, так как позволяет упростить процедуру создания мансардных окон.

Кроме того, вальмовая крыша имеет обтекаемую форму. И благодаря этому она не так сильно подвергается разрушению от ветровых нагрузок, как другие конструкции. Конек крыши в свою очередь не подрывается порывами ветра. И на это свойство следует обратить внимание, если вы проживаете в южных районах с сильными ветрами.

Вальмовая крыша представлена четырьмя скатами. Они наклонены со всех сторон здания. Два ската являются боковыми, как у классической конструкции крыши. Еще два, дополнительные, располагаются между двумя предыдущими. В вальмовой крыше, в отличие от шатровой разновидности, присутствует не одна вершина, а две. Они соединены между собой коньком.

Вертикальные фронтоны имеют вид наклонных треугольных скатов. Они называются вальмами. Получается, что два ската у подобной конструкции принимают форму трапеции — по длинным сторонам. А по торцу – треугольную форму.

Конструкция вальмовой кровли состоит из таких узловых элементов:

• Коньковый брус. Именно этот элемент является верхней точкой крыши и её главной несущей осью. В этом месте также соединяются все грани. Чаще всего при возведении вальмовой крыши центр конька совпадает с центром всего кровельного покрытия.
• Угловые стропила. Стропильные ноги накосного типа выступают базовыми силовыми элементами и соединяют коньковый брус и углы постройки. Для их вырезания используют доски, толщина которых равна толщине конька. Стропильная нога одним концом крепится к коньку, а вторым — заходит за границы дома. Понадобится четыре штуки, зависимо от проекта.
• Короткие стропила. Они могут быть разными по длине, но выходят под одним углом. При определении их количества во внимание принимают площадь крыши. Короткие стропила соединяются одним концом угловыми стропильными ногами. А другим они опираются на мауэрлат или угол здания, к коньку не крепятся.
• Рядовой каркас. Центральные промежуточные стропила установлены на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены здания. Их число равняется шести, с каждой стороны – по три.  
• Промежуточный каркас. Промежуточные стропила начинаются на коньке, а второй стороной опираются на мауэрлат. На вальмах не устанавливаются.

Разновидности вальмовых крыш

Перед устройством вальмовой крыши следует разобраться, какие они бывают. Если конструкция с вальмой обрывается выше уровня боковых скатов, то кровлю называют голландской. Также иногда можно встретить название датская крыша. Такую конструкцию сложнее построить, чем классическую вальмовую. Однако старые дома с подобной кровлей целыми десятилетиями, а иногда – и намного дольше, стоят без изменений.

Еще существуют шатровые вальмовые крыши, скаты которых принимают одинаковую форму. Боковых скатов попросту нет. Вальмы формируют одинаковый угол. Шатровые крыши обустраивают исключительно для домов квадратной формы.

Также можно встретить различные необычные ломаные вариации вальмовой крыши. Конструкция состоит из скатов, которые имеют разный размер и расходятся под разными углами. Сложные ломанные вальмовые крыши редко встречаются, но вид имеют самый эффектный.

Вальмовая крыша своими руками

Устройство вальмовой кровли следует начинать с проектирования такой конструкции. Если вы правильно разработаете схему, то её получится собрать самостоятельно без привлечения дополнительных рабочих.

Угол наклона крыши

Оптимальный угол наклона крыши стоит определять в зависимости от климатических условий в регионе:

1. Уклон в ветряной местности должен быть как можно меньшим. Так вы сможете защититься от больших нагрузок на внешние стены.
2. Наклон крыши для регионов, где случаются обильные снегопады, следует увеличить. Так с кровли будет быстро сходить снег.
3. В местности, где преобладает сухая и жаркая погода, уклон следует делать минимально возможным. Чтобы навсегда забыть о перегреве, выбирайте этот показатель на уровне 2-5°.

Угол наклона также рекомендуется выбирать, зависимо от материала кровли:

• При использовании наборного материала в штуках, к примеру, шифера, создайте крышу под минимальным углом — 22°.
• Для вальмовой крыши из рулонного материала угол наклона будет зависеть от числа слоев. Если вы планируете укладывать два слоя, то угол должен составлять до 15°. Если будете укладывать 3 слоя, то сделайте угол от 2 до 5°.
• При монтаже кровли из профнастила крышу сооружайте под минимальным уклоном – при условии герметичных стыков от 12°.
• Если вы надумали уложить металлочерепицу, сделайте минимальный уклон в 14°.
• Для мягкой черепицы ограничьтесь наклоном вальмовой крыши в 11°.
• При покрытии крыши ондулином угол достигает 6°.
• Если вы выбрали мембранную кровлю, то запомните, что она подходит для крыш, которые имеют любой уклон.

Кроме того, уклон вальмовой крыши рекомендуется пропорционально увеличивать, если увеличилась общая площадь и количество материалов, которые используются при работе. Поэтому если вас интересует экономия, стоит учитывать этот момент при проектировании вальмовой крыши.

Площадь вальмовой крыши

Обратите внимание, что некоторые факторы в расчет вальмовой кровли не включаются:

• габариты дымоходной трубы;
• размеры мансардных окон;
• фальцы;
• не имеющие отношения к кровельному покрытию свесы и парапеты;
• длина ската,
• элементы брусков, что выступают над кровельным покрытием;
• примыкания.

Площадь кровли определяют в метрах квадратных. Для проведения таких расчетов вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который легко отыскать в сети. С его помощью определяется площадь вальмой крыши и количество строительных материалов.

Для расчета вальмовой кровли придется вспомнить знания, полученные на уроках геометрии. Так как вальмовая крыша имеет две вершины, то её общая площадь состоит из суммы площадей двух боковых плоскостей (трапеции) и площадей двух вальмов (треугольники):

1. Определить площадь вальма можно по формуле обыкновенного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
2. Площадь боковой плоскости определяется по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапеции получится разбить на площадь одного прямоугольника и двух треугольников.
3. При этом площадь рекомендуется вычислять по длине карнизов, а не по краям дома. Если вы планируете укладывать металлочерепицу или кровельные покрытия в рулонах, то длину ската уменьшите на 700 миллиметров.
4. Площадь коврового покрытия может намного превышать саму крышу. Это объясняется тем, что материалы укладываются с нахлестом. Также на крыше бывает много дополнительных элементов и примыканий. Поэтому чтобы рассчитать количество кровельного материала, прибавьте к площади крыши 10%. Если вы планируете возвести сложную крышу, то — 15-20%.

Расчет стропильной системы

Расчет стропильной системы вальмовой крыши – очень важная работа. Стропила должны выдерживать кровельный материал, нагрузки, создаваемые ветром и снегом. Поэтому при расчете учитывайте вес материалов, применяемых для создания кровельного покрытия и отделки, вес системы стропил и климатические условия в вашем регионе.

Для этой работы подготовьте замерную рейку и нанесите на неё все разметочные обозначения. Так вы избавитесь от неточностей в измерениях. Для изготовления рейки используйте фанеру, которая имеет ширину 5 сантиметров. Также приготовьте таблицу, где указаны соотношения длины и размещением стропильных ног, чтобы достичь высокой точности при измерениях.

Расчеты проводите в такой последовательности:

• Длина стропильной ноги равняется произведению соответственного коэффициента.
• Разметьте ось с торца постройки. Делайте по верхней обвязке.
• Просчитайте половину ширины конька. Так вы выясните месторасположение первого элемента системы стропил.
• Приложите конец рейки к размеченной линии. Другой — разместите по линии боковой стены. Здесь и будет место для промежуточной стропильной ноги.
• Чтобы узнать длину стропила, один конец бруса установите на свес крыши, а второй — разместите на внешнем углу несущей стены.
• Где расположить следующее центральное стропило, вычисляют так. Перенесите замерную рейку на край боковой стены, оставьте на ней пометки будущей системы стропил.
• Аналогичные действия нужно провести на трех углах, что остались. Так вычисляется размещение конька и торцов промежуточных стропильных ног.

Для расчета угла наклона четырехскатной вальмовой кровли проделывайте манипуляции в такой последовательности:

1. Измерьте горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги, используя замерную рейку.
2. В таблице найдите подходящий угол крыши. Совершите произведение этих показателей.
3. Измерьте длину стропила от места, где крепится опора, до конька.
4. Аналогичным образом определите длину свеса. Сделайте произведение соответственного коэффициента на горизонтальную проекцию.

Теперь поговорим об накосной детали. Расчет стропильной ноги проведите так:

• Отмерьте её длину от угла жилого дома.
• Проекцию можно получить, если произведете квадраты проекций рядового каркаса.
• Результат умножьте на поправку. Это и будет длина угловой стропильной ноги.

Монтаж опор для стропил

Первым делом установите опоры для поддержки бруса конька:

1. Нижние опоры различаются, зависимо от использованного для возведения дома материала. В брусчатых или рубленых домах эти функции выполняют верхние венцы сруба. В зданиях, которые сооружены по каркасной технологии, опорой выступает верхняя обвязка каркаса. В кирпичных домах накосные стропильные ноги опираются на мауэрлат.
2. Мауэрлат нужен для распределения нагрузки на внешние стены. Для его изготовления возьмите балку из древесины, что имеет сечение 100х100 мм. Этот элемент можно укладывать ближе к внутреннему краю стены или по центру.
3. Чтобы крышу не сорвало ветром, прикрепите его с помощью скруток из проволоки. Выдерживайте при этом шаг в 1000 мм.
4. Чтобы вы могли свободно осматривать мауэрлат и стропила, выдерживайте определенные расстояния. От чердачного перекрытия до мауэрлата должно быть хотя бы 400 мм.
5. Верхняя опора для системы накосных и диагональных стропильных ног – балка, сечение которой равно сечению диагональных стропил.
6. В конструкции вальмовой крыши нет кирпичных фронтонов, которые имеет двускатная кровля. Поэтому установите под коньковый брус стойки, которое имеют сечение 100х100 мм. Располагают их с шагом 3-4 м, как показано на фото вальмовой кровли.
7. Стойку обоприте на лежень. Уложите его на внутреннюю несущую стену или плиту перекрытия. В первом случае для изготовления лежня используют доску, что имеет сечение 50х150 мм. Во второй ситуации — брус, который обладает сечением 150х150 мм. Под лежень в обязательном порядке уложите рулонную гидроизоляцию.

Установка стропильной системы

При устройстве системы накосных и диагональных стропильных ног вальмовой крыши следуйте такой инструкции:

• Накосные стропила крепятся к внутренним углам стен, а диагональные — к внешним. Длина первых больше обычных стропил, так как на них возложена в полтора раза большая нагрузка.
• На стропильные ноги накосного типа будут опираться укороченные стропила скатов. Их называют нарожниками. Их принято изготавливать спаренными из двух рядовых ног.
• Под стропила диагонального вида устанавливают опоры — одну или две. Для их изготовления используйте стойки из бруса. Подкосы размещают под острым углом 45°.
• Промежуточные стропильные ноги опираются сверху на коньковый брус, а снизу — на мауэрлат. При их монтаже придерживайтесь шага в 1,0-1,2 м. Сечения подобных ног нужно выбирать, зависимо от схемы балки — одно- или двухпролетная, шага стропил, создаваемой весом крыши и снегом нагрузки. Помните, что промежуточные стропильные ноги не должны быть слишком длинными.
• Каждое второе стропило крепите к несущей стене с помощью скруток. Сделайте их из 2 проволок, что имеют диаметр 4 мм. Промежуточный каркас соедините с мауэрлатом. Используйте для этого обратную скобу.
• Угловые стропильные ноги известны под названием нарожники. Также зачастую их называют полуногами, так как они имеют укороченную длину. С одной стороны нарожники опираются на мауэрлат, со второй – на диагональную ногу. Для равномерной распределения нагрузки от угловых ног на накосные нарожники крепят к диагональным в разных местах, согласно схеме вальмовой кровли.
• Для симметричного размещения всех стропильных ног сделайте отметки на коньковом брусе и мауэрлате. Наиболее важный момент при изготовлении стропильной системы вальмовой крыши — грамотное соединение всех элементов в местах, где пересекаются центральные и диагональные стропила. Сделайте для этого на брусьях надрезы, которые имеют двойной скос.

Усиление крыши и обрешетка

Чтобы конструкция вальмовой крыши получилась долговечной и надежной, не достаточно просто изготовить крепкую стропильную систему. Необходимо также её усилить:

1. Для усиления в углах размещают шпренгель – брус, что перекидывается между плечами мауэрлата и образует угол. Эти стойки предназначаются для подпирания диагональных стропильных ног. Если шпренгель располагается вдалеке от угла, то рекомендуется к нему пристроить ферму.
2. На перекрытие установите стойки, которые сверху соединяются брусом. Он выступает настоящей подпоркой для стропил и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на здание. Подобные стойки выполняют функции полок.
3. Если диагональные стропила имеют очень большую длину, то вам следует использовать сдвоенные балки вместо одного бруса, как показано на видео о вальмовой крыше.
4. Для создания обрешетки рекомендуется использовать деревянные доски. Также для этой цели годятся бруски с сечением 40 на 40 или 50 на 50 мм.
5. Предварительно обработайте древесину защитным составом, затем — тщательно просушите. Лучше не брать для работы сырые доски, так как они способны вызывать деформацию кровельного покрытия.
6. Обрешетку располагают перпендикулярно стропильным ногам. Стропила должны размещаться сплошным слоем. Также можно их устанавливать с шагом 10-15 см. Способ обустройства обшивки зависит от типа кровельного материала. Скажем, для мягкой кровли обрешетка допускается только сплошная.

Устройство кровельного пирога

После установки обрешетки на вальмовой крыше можно заняться обустройством кровельного пирога:

• Для начала уложите слой гидроизоляционного материала для предотвращения попадания под кровельное покрытие воды. Также гидроизоляция поможет избежать формирования конденсата. Зафиксируйте его к стропилам, используя строительный степлер. Сверху укрепите контробрешеткой, не забывая о зазорах между кровельным и гидроизоляционным материалом для создания вентиляции.
• Размещение пароизоляционного и теплоизоляционного материала будет зависеть от предназначения чердака. Определите, каким он будет – теплым или холодным. В ситуации с холодным чердаком утеплите пол, потому что утечки теплоты из жилого пространства минимальны. В случае с теплым чердачным помещением утеплите и крышу. Уложите утеплитель между стропилами. Затем обшейте обратную поверхность вальмовой крыши строительным картоном. В итоге вы получите потолок для мансарды.
• Под утеплитель зачастую укладывают пароизоляционный материал. Размещается он внахлест. Поэтому вам следует рассчитывать на большой расход материала.
• При выборе кровельного материала учитывайте его внешний вид, прочностные характеристики, надежность и долговечность. Также обратите внимание и на погодные условия в регионе и угол наклона вашей крыши.
• Вальмовая крыша – это классическая конструкция, поэтому прекрасно будет смотреться глиняная черепица, которая не поддается деформациям и не выгорает.
• Присмотритесь к другим черепичным материалам – битумной и металлической черепице. Они имеют бюджетную стоимость, отличаются простым монтажом, характеризуются высокими показателями устойчивости к разного рода повреждениям и шумоизоляции.
• Допускается использование листовых вариантов кровельного материала из металлопрофиля. Чтобы достичь самого оригинального вида вальмовой крыши, задумайтесь о медном покрытии. Это дорогостоящий материал, который увеличивает цену вальмовой крыши. Однако его стоимость с лихвой оправдывается экологической чистотой и большой выносливостью.
• Затем займитесь покрытием коньков и карнизных свесов, отделкой дымоходных труб в тех местах, где они проходят через крышу, устройством разжелобков и слуховых окон. Особое внимание уделите установке элементов снегозадержания, водосточной системы и ограждений крыши.

Таким образом, вальмовые крыши пользуются большой популярностью. Особенно, если вы решили построить небольшой загородный дом или дачу. Присмотритесь к вальмовой кровле при возведении офисного строения представительного характера. К тому же подобная конструкция будет идеальной для постройки оригинальной архитектуры с возвышениями, выступами и башенками. А еще вальмовая крыша – идеальна при устройстве мансардного этажа.
 

strport.ru

Конструкция вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Трудно представить себе дом без стен, но представить его без крыши просто невозможно. Кровля защищает внутренние помещения от холода, дождя и снега, благодаря ей жилище приобретает привлекательный, законченный облик. Не последнее место среди многообразия вариантов занимает вальмовая крыша, прочная конструкция которой гарантирует долгую эксплуатацию и безопасность.

Содержание статьи

Дизайнеры в полную силу используют все возможности вальмовой крыши, применяя ее в проектах домов с жилой мансардой, эркерами, слуховыми окнами, балконами. Современные кровельные материалы дают возможность гармонично вписать ее в любой архитектурный стиль. Вальмовая крыша прекрасно смотрится на небольшой беседке, садовом домике или презентабельном коттедже. А из чего она состоит и как ее построить, мы расскажем в нашей статье.

Внешний вид

Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.

Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:

1. Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
2. Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
3. Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
4. Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес вальмовой крыши крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
5. Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
6. Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.

   

7. Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
8. Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.

Конструкция вальмовой крыши, а точнее ее стропильной системы, состоит из такой геометрической фигуры как треугольник, обладающей наибольшей жесткостью и надежностью.

Плюсы конструкции

Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:

• Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
• Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
• Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
• Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
• Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
• Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.

Минусы конструкции

Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:

1. Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
2. Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
3. Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
4. Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.

Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса. Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы.

Виды вальмовых крыш

Вальмовая крыша имеет множество вариаций, которые отличает внешний вид и внутреннее устройство:

• Вальмовая. Классический, канонический вариант крыши, состоящей из четырех скатов – двух трапециевидных и двух треугольных. Скаты заканчиваются на одном уровне, а в верхней части встречаются в коньковом соединении. Чаще всего таким образом перекрывают помещения прямоугольной формы.

  

• Полувальмовая голландская. Ее устройство отличается от классической укороченными вальмовыми скатами, которые не полностью заменяют фронтоны, а сокращая их до трапециевидной формы. Вальмы могут быть совсем крошечными, практически декоративными или достаточно большими для установки слухового окна, которое смотрится очень уместно.

  

• Полувальмовая датская. Можно поспорит, к какому типу крыш она относится – двухскатному или четырехскатному. Ее «изюминка» в том, что вальмы начинаются не от самого конька, а ниже, оставляя под ним маленький фронтон треугольной формы, который используют для оборудования вертикального освещения.

Расчет элементов конструкции

Устройство вальмовых крыш начинают с проведения расчетов и создания проекта. К счастью, эту задачу облегчают компьютеры со специальным программным обеспечением, который самостоятельно выполняют вычисления и даже составляют чертеж. Программа вычисляет следующие параметры:

1. Угол наклона скатов вальмовой крыши. На его значение оказывают влияние три критерия: ветровая нагрузка, количество выпадающих осадков и выбранное кровельное покрытие. Согласно нормам строительной климатологии, территория нашей страны разделяется на 8 зон, различающихся по силе ветра и обильности выпадения осадков. По специальным картам определяют, к какой из них относится место строительства и какой угол наклона скатов рекомендован. Для каждого кровельного материала также существуют ограничения, с которыми обязательно сверяются.

   

   

2. Высота расположения конька. Ее вычисляют во вторую очередь, так как в расчетах используют значение уклона. Крышу в разрезе представляют, как треугольник, с двумя известными углами и основанием, равным по длине ширине дома. Используя тригонометрические формулы, определяют на какой высоте должен располагаться конек.
3. Сечение элементов стропильной системы. Толщина пиломатериалов, используемых в возведении каркаса, зависит от нагрузки, которой они подвергаются. Поэтому необходимо подсчитать вес кровельного пирога, самого каркаса, пола мансарды и перекрытий, добавить к ним значения временных нагрузок (вес снежного покрова, массу обслуживающего кровлю человека). Итоговая цифра обозначает суммарную нагрузку, согласно которой выбирают толщину стропил, мауэрлата, стоек и конькового прогона.

Если угол уклона скатов превышает 60 градусов, то в расчетах значением снеговой нагрузки можно пренебречь, так как вальмовая крыша с такой крутизной скатов не накапливает снег на поверхность, позволяя ему самостоятельно соскальзывать.

Устройство стропильной системы

Вальмовая крыша опирается на стропильную систему, набор элементов, осуществляющих распределение ее веса и поддержанию формы. В нее входит:

• Мауэрлат, брус используемый в роли опоры для стропильной системы. Его сечение не должно быть менее 150х150 мм. Мауэрлат крепят на металлические шпильки к верхнему армированному поясу стен. У бревенчатых и брусовых домов эти функции выполняет верхний венец. Особенность вальмовой кровли в том, что для ее монтажа используют четыре мауэрлатных бруса, а не два, как для двухскатных.

  

• Коньковых прогон. Брус на который опираются стропильные пары скатов, а монтируют его на вертикальные стойки.
• Стойки. Опоры, устанавливаемые на лежень внутренней несущей стены. Они служат для поддержки конька и передачи нагрузки на фундамент здания.
• Стропила. В такой конструкции используют стропильные ноги трех видов: накосные, идущие от конька к углам вальмы, рядовые, формирующие трапециевидные скаты и нарожные, которые закрепляют к накосным.

  

• Подкосы. Так называемые подстропильные ноги под углом крепят к стропилам для снижения их прогиба под собственным весом. Упирают подкос в мауэрлат или стойку.
• Затяжка и ригель. Горизонтально установленная перемычка между двумя стропилами, которая притягивает их друг другу и предотвращает распирание стен. Затяжку, которую располагают в основании крыши используют как балки перекрытий. Ригелем называют затяжку, монтируемую под самым коньковым прогоном.
• Шпренгельная ферма. Совокупность элементов, служащих для поддержки диагональных стопил. Она состоит из непосредственно шпренгеля и горизонтальной схватки, в которую он упирается.

Накосные стропильные ноги испытывают больше нагрузки по сравнению с рядовыми и, как правило, превышают их по длине. Поэтому для их изготовления сращивают две доски, используемые для рядовых стропил, или закупают пиломатериалы вдвое большей толщины. Кстати, размер некоторых элементов стропильной системы превышает 6 метров, стандартную длину досок и бруса. Поэтому приходится применять наборные стропила, полученные путем соединения двух и более частей, или клееные.

Используемые материалы

Вальмовая кровля хороша тем, что для ее сооружения используют самые простые, общедоступные материалы. Это упрощает монтажные работы и не дает разорится на строительстве. Для изготовления стропильной системы применяют:

1. Металл. Оцинкованные уголки и двутавровые балки выдерживают большую нагрузку, не деформируясь, не поддаются коррозии. Однако имеют большой вес и высокую стоимость.

   

2. Дерево. Древесина, напротив, весит мало и стоит недорого, однако, как любой природный материал, подвержена гниению, действию вредителей и огня.

Не смотря на недостатки, дерево является более популярным материалом. Так как с помощью правильном обработке его можно сделать практически неуязвимым к внешним воздействиям. Достаточно лишь обработать деревянные элементы антисептическим составом и антипиреном для защиты от возгораний.

Грамотно рассчитанная и построенная согласно строительным нормам, кровля вальмового типа защитит обитателей дома от непогоды, поддержит комфортный температурный режим и украсит собой его внешний облик.

Видео-инструкция

krovlyakrishi.ru

Вальмовая крыша стропильная система: чертежи, правильный расчет

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

• Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
• Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
• Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
• Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

• Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

• Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

• Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

• Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Вальмовая крыша своими руками

Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

Угол наклона

При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.

В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.

Карта ветровых нагрузок регионов России

Так же немаловажным фактором при расчете уклона, является тип кровельного покрытия. Дело в том, что у некоторых из них есть рекомендуемое ограничение высоты угла, пренебрегать которым не следует. И так, чтобы не сделать ошибок ознакомьтесь с каждым из них:

• Шифер — рекомендуемый угол уклона 15º — 65°. Несоблюдение данных параметров может привести к попаданию влаги между стыками листов;
• Керамическая черепица — наилучший уклонный угол для скатов 35° — 65°. Пренебрежение рекомендуемого производителем уклона, приведет к возможности образования конденсата;

• Металлическая черепица — минимальный уклон для данного материала составляет 13°, максимальный производителями не устанавливается;
• Мягкая черепица — оптимальным размером уклона считается не меньше 15º. Монтаж кровли можно осуществлять при любом другом значении угла выше минимального;
• Ондулин — любой угол уклона не меньше 5°, от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
• Металлическая фальцевая кровля — должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.

Правильный расчет площади

Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши — это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.

Расчет площади вальмовой крыши

Если вы все же боитесь ошибиться, правильно произвести подсчет могут специалисты у которых вы будите приобретать кровельное материал, либо вы можете воспользоваться любым из удобных для вас он-лайн калькулятором, которых полно в интернете.

Точно указав все параметры будущей крыши они помогут все просчитать с точность до квадратного метра.

Расчет стропильной системы

Для точного расчета системы стропил необходимо воспользоваться приведенной ниже таблицей соотношения между длиной и их размещением.

Соотношение угла ската крыши	Поправочный коэффициент для угловых стропил	Поправочный коэффициент для промежуточных стропил
3:12	1.016	1.031
4:12	1.027	1.054
5:12	1.043	1.083
6:12	1.061	1.118
7:12	1.082	1.158
8:1 2	1.106	1.202
9:1 2	1.131	1.250
10:12	1.161	1.302
11:12	1.192	1.357
12:12	1.225	1.414

Исходя из вышеуказанной таблицы, длина стропильной ноги равна её произведению коэффициента и проекции. Применение таблицы поможет максимально точно произвести все необходимые вычисления.

Сам расчет осуществляется в следующей последовательности:

• Используя обычную рейку найдите заложение (горизонтальную проекцию) промежуточной стропильной ноги. Найдите в таблице ваш коэффициент уклона и умножьте на представленный коэффициент;
• От конькового прогона до места крепления нижней части стопильной ноги, измеряем длину стропила;
• Таким же способом, умножив поправочный коэффициент на заложение (горизонтальную проекцию), находим длину свеса стропил. Либо можно воспользоваться теоремой Пифагора (см.рис. 1).

• Теперь найдем длину угловых стропило. Наглядно это будет проще сделать воспользовавшись для этого приведенным ниже рисунком.

Монтаж стропил

1. Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
2. Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
3. Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.


Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

4. Следующим шагом будет установка стропил боковой крыши, шаг установки 600 мм., такой шаг предпочтительней, так как большинство стандартного утеплителя имеют такую ширину. Действуем тут аналогичным способом. Нижняя часть с выемкой крепится к обвязочному брусу, для фиксации можно использовать металлические скобы либо уголки. Верхние концы соединяются над коньковым прогоном с помощью пластин. Чтобы стропила максимальной плотно прилегала к коньковому прогону изготовьте на ней небольшую врубку под прямым углом.
5. Завершающим этапом является установка укороченных стропил (нарожников). Шаг их установки такой же 600 мм. Одна их сторона опирается на обвязочный брус, вторая соединяется с диагональной (накосной стропилой). Обратите внимание на установку центрального нарожника, который находится посередине вальмового ската. Дело в том, что он будет прилегать сразу к обеим ногам угловых стропил, поэтому торец его верхней части должен иметь двойной скос.

Установка укороченных стропил (нарожников)

Усиление каркаса

Для того чтобы придать конструкции большую жесткость, её нужно укрепить дополнительными угловыми раскосами и вертикальными стойками. Необходимое их количество рассчитывается исходя из величины максимальной нагрузки стропильной системы. В величину входит вес: кровельного пирога и покрытия, а так же масса снеговой и ветровой нагрузки.

После того, как стропильная система вальмовой крыши усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.

---

---

domnomore.com

No related posts.