Стропила вальмовой крыши


Стропильная система вальмовой крыши: схема, специфика устройства

Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.

Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.

Характерные особенности вальмовых крыш

Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.

Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.

Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.

По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».

В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.

Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.

Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т.к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.

Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.

Направление установки стало причиной получения второго технологического названия – «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.

Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:

  • Рядовые стропильные ноги, опирающиеся нижней частью на мауэрлат или на балки перекрытия. В соответствии с типом опоры они могут быть висячими или наслонными.
  • Диагональные стропилины, соединяющие углы крыши и края конькового прогона. Отметим, что используют их не только в обустройстве выпуклых углов вальмовых крыш, но и в сооружении вогнутых углов ендов.
  • Нарожники, формирующие плоскости вальм и примыкающих к накосным стропилам частей больших скатов.

Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.

Диагональные стропильные ноги

Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.

Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:

  • Позволяет без риска увеличить нагрузку за счет удвоенного сечения несущего элемента.
  • Предоставляет возможность получить диагональный элемент конструкции любой длины без ослабленных наращиванием участков.
  • Устраняет необходимость в целенаправленной покупке бруса для накосных стропил.

Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.

Опоры для диагональных стропилин

Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.

В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:

  • Стойка, устанавливаемая вертикально прямо на перекрытие. Между ней и перекрытием прокладывается кусок гидроизоляции, если стойке предстоит упираться в железобетонную плиту.
  • Подкос. Устанавливается, как и положено подкосным стропилинам, под углом, размеру которого позволено варьировать в пределах от 45º до 53º. Особого значения величина наклона не играет. Важно, чтобы сам подкос поддерживал стропилину на наиболее нагруженном участке. Нижнюю пятку подкоса упирают в лежень.
  • Шпренгель. Представляет собой Т-образную короткую балку из бруса, перевернутую низом вверх. Используется в устройстве больших пролетов, нуждающихся в двух и более усиливающих опорах. Устанавливается шпренгель так, чтобы его основание было перпендикулярно накосной стропилине. Располагают его в нижней части большого пролета ближе к углу крыши. Вместо шпренгеля может быть использована обычная короткая стойка.

Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.

С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:

Нюансы опирания накосных стропилин

Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:

  • В стропильных конструкциях с одним прогоном вдоль центральной оси крыши диагональные стропильные ноги опирают непосредственно на консоли прогона.
  • В стропильных системах с двумя прогонами и дощатыми стропильными ногами диагональные стропилины опирают на шпренгель, который в свою очередь опирается на оба прогона.
  • В стропильных каркасах с двумя прогонами и стропилинами из бруса кроме шпренгеля применяется прибоина – дощатый коротыш, сшивающий рядовые стропильные ноги в зоне конька. Толщина усиливающего коротыша от 5 и более см.

Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.

Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.

Нарожники и способы их устройства

Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.

Монтаж нарожников может производиться:

  • Посредством врубки. В накосах выбирают гнезда так, чтобы полуноги смежных скатов не располагались друг против друга. Рекомендовано, чтобы между врубками расстояние было минимум 20см. Поэтому в шаге установки нарожникам позволено смещаться, чтобы не вырубать гнезда в одной точке.
  • Путем установки черепных брусков, служащих опорами для полуног. Бруски 50×50мм наращиваются вдоль нижних граней с обеих сторон диагональной стропилины. Их наличие позволяет отказаться от врубок, ощутимо ослабляющих несущий элемент.

Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.

Элементарная вальмовая стропильная система

Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.

Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.

Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.

Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.

Этап 1: Моделирование и проектирование

Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.

Инструкция для упрощенного проектирования:

  • Измеряем ширину/высоту/длину строения. Согласно данным вычерчиваем профиль и анфас строения на листе бумаги в масштабе, например 1:50. Это значит, что все размеры необходимо будет поделить на 50. Т.е. стена домика с размерами 5×2,5м на самодельном чертеже будет изображена в виде прямоугольника со сторонами 10×5см. Если мелковато выходит, масштаб можно выбрать покрупней – 1:40, 1:25 и т.д. Готовый эскиз желательно продублировать пару раз в запас.
  • Выбираем оптимальную высоту крыши и угол ее крутизны. Для этого на одном из дублей эскиза рисуем несколько вариантов абриса крыши. Определяем наиболее удачный и измеряем транспортиром угол наклона будущих скатов.
  • Отмечаем на дубле эскиза точки установки наслонных стропилин, это шаг. Обе стенки нам необходимо разделить на равные отрезки. Необязательно, чтобы шаг установки под вальмовым и пятиугольным скатом был одинаковым.   В примере расстояние между стропильными ногами на обеих стенках строения равно 20 дюймам, это 50,8 см. По факту шаг установки может варьировать от 0,4 до 2,1м. Однако отметим, что слишком часто установленные стропила увеличат в разы расход материала, а слишком редко заставят усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
  • Определимся с длиной конька. Нарисуем его на дубликате шаблона, учитывая, что коньковый брус должен связывать цельное количество пар стропилин. Отложим от обоих краев длинных стен равные расстояния.
  • Все результаты переносим на основной лист и подсчитываем, сколько понадобится материала. Длину стропилин считаем по внешним сторонам с учетом длины карнизных свесов по 40-50см. Расход фанеры рассчитываем по количеству цельных панелей, приходящихся на каждую плоскость четырехскатной крыши.

По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.

Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.

Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши

Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.

Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:

  • К сопряженным с вальмами стенкам постройки прибиваем по вспомогательной доске, один край которой должен совпасть с центральной осью. Между досками натягиваем шнурку, повторяющую центральную ось.
  • Примеряем пару стропилин к торцу строения. Пересекаться они должны прямо под шнуркой. Очерчиваем по факту линии спилов верхних пяток, не забывая, что между стропильными ногами будет прогон толщиной 5см.
  • По полученным шаблонам заготавливаем наслонные стропилины.
  • Устанавливаем попарно стропильные ноги по меткам основной части системы. Временно крепим одним гвоздем.
  • Устанавливаем коньковый прогон между верхними пятками, которые до этого свободно опирались друг на друга.
  • Прибиваем гвоздями стропилины к прогону.
  • К мауэрлату или верхнему венцу домика низ стропилин прикрепляем металлическими уголками.

Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.

Этап 3: Сооружение вальмовых скатов

Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:

  • Примеряем к скату первую накосную стропилину, отмечаем по факту линию спила. Нижняя часть стропилины должна точно проходить через угловую точку разметки.
  • Отпиливаем отмеченные излишки. Прибиваем гвоздями диагональную ногу к коньковой консоли, низ фиксируем уголками.
  • Аналогично поступаем с остальными тремя накосами.
  • Заполняем вальмовый скат нарожниками, предварительно примерив каждую деталь к положенному месту и отпилив излишки.
  • Устанавливаем нарожники пятиугольных скатов.

По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.

Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.

По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.

Строительство сложных вальмовых крыш

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа

Многие владельцы участков перед строительством задумываются о том, как соорудить жилье, дачу или иной объект не только функциональным, но и эстетически красивым. Вальмовая крыша подходит для создания жилой или нежилой мансарды и придания красоты объекту. В этой статье рассказывается, как сделать систему из стропил, учесть все нюансы при расчетах и произвести монтаж без ошибок.

Стропильная система вальмовой крыши сложная, но когда она готова, то результат того стоит

Особенности и конструкция вальмовой крыши разновидности вальмовых крыш

Вальмовая крыша, чаще всего, состоит из четырех скатов. Они выстраиваются под наклоном по внешним стенам строения. Две части – боковые, как у стандартных крыш, и оставшиеся две устанавливаются между ними. В такой конструкции две вершины (вместо стандартной одной), которые соединяет конек.

Вертикальные скаты, по форме – треугольники, и называются вальмами. Другие два фронтона, установленные по более длинным сторонам объекта, трапециевидной формы.

Вальмовая кровля имеет характерные особенности:

  • высоки показатели прочности;

  • долговечность;

  • благодаря оригинальной и обтекаемой форме, получается защита от ветров.

Такая крыша идеальна для организации жилого пространства в чердачной части дома. Сделать мансардные окна на ней проще.

Вальмовые крыши это не один шаблон для всех – для каждого дома подбирается индивидуальный проект

Голландская вальмовая крыша

Когда длина вальмы менее других боковых скатов, такую модель называют голландская (или полувальма). Эта форма выдерживает сильные порывы ветра и не накапливает снеговые осадки.

Голандская вальмовая крыша подойдет для местности с суровым климатом

Датская кровля

Отличается тем, что здесь полувальма – это нижняя часть треугольника полноценной вальмы, а верхнюю часть треугольника используют под стекло.

В верхней части вальмы оставляют небольшой зазор для окошка

Шатровая вальмовая крыша

Такая модель имеет одну вершину, которая соединяет четыре равные части крыши. Внешне по своей форме шатровый вариант схож с пирамидой.

В шатровом типе крыши – все четыре треугольника отходят с одной точки вершины

Ломаные крыши

Такие эффектные и сложные по созданию крыши самому рассчитывать и устанавливать (без проф. подготовки) не рекомендуется. Они состоят из большого числа скатов, которые размещаются под различными углами наклона.

Устройство сложной вальмовой крыши на доме из газобетона показано в видео:

Вальмовая крыша: устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Устройство вальмовой крыши в основе своей состоит из двух элементов: каркаса из стропил и мауэрлата. Соединенные в единую систему бревна крепятся к установленному на верх внешних стен здания мауэрлату.

Место расположения мауэрлата для вальмовой крыши

Конструкция вальмовой крыши состоит из таких элементов:

  1. Угловые стропила. Это стандартные силовые «ноги», которые соединяют углы строения с коньковым брусом. Чаще всего в проектах используют четыре балки, той же толщиной, что и конек. Они крепятся к нему одним краем, а противоположный выводится за стены здания.

  2. Конек. Это основная несущая ось и наивысшая точка кровли, где соединяют все ее стороны. Обычно центр конька, есть и центр всей крыши в вальмовом проекте.

  3. Короткие стропила. Эти бревна или деревянные балки, крепят на мауэрлат одной стороной, а другой к угловым стропильным ногам. Число их зависит от площади кровли.

  4. Рядовой каркас. Это 6 стропил занимающих центральное расположение и промежуточное. Их крепят к концам конькового бруса и ставят на несущие стены объекта. Они выстраиваются со всех сторон постройки в рамном числе.

  5. Промежуточный каркас. Эти стропила закрепляются от конькового бруса и ставятся на мауэрлат. Вальмы не задействованы.

Классический пример устройства вальмовой крыши и чертёж с пояснениями:

Усиление

Для долголетнего использования требуется не только крепкая система из стропил, но и дополнительные элементы усиления объекта.

Для надежности конструкции крыши требуется усиление ее дополнительными элементами

Для большей надежности требуется:

  1. Разместить на углы шпренгель – брус, между сторонами мауэрлата. Это укрепит стропила по диагонали.

  2. Добавить стойку, соединенную брусом. Такая подпорка для стропил поможет перераспределить нагрузку на строение.

  3. Использовать доски или брус с сечением 40*40 или 50*50 мм для обрешетки.

  4. Работать с сухим деревом, обработанным защитным раствором.

Схема расположения деталей вальмовой стропильной системы

Когда шпренгель добавлен на значительном расстоянии от угла, организуется дополнительная ферма.

Устройство шпренгельной фермы

Узлы

Схематическое изображение узлов стропильной системы На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми популярными проектами домов с вальмовой крышей – от строительных компаний, представленных на выставке домов «Малоэтажная Страна».

Угол наклона крыши площадь вальмовой кровли

Утверждение угла наклона скатов – это оптимальное решение между надежностью крыши от ветров и снега и полезной площади мансарды. Как рассчитать полезную площадь вальмовой крыши, обозначено на картинке.

Расчет угла наклона скатов крыши

Угол наклона зависит от местности, в которой строится дом и климатических условий региона. Принцип прост: холоднее погода – выше угол наклона. Так снег естественным образом будет скатываться с кровли. В теплых не ветряных районах лучше делать малый угол.

Еще одним фактором выбора угла наклона является материал вальмовой кровли. Рекомендуемые значения:

  1. Ондулин – не менее 5°.

  2. Мягкая черепица – от 15°.

  3. Шифер – 16°-65°.

  4. Металлочерепица – от 13°. Наибольший угол не установлен.

  5. Металлическая фальцевая крыша – более 25°.

  6. Керамическая черепица – 35°-65°.

Создание большого угла делает возможным построение кровли из профнастила. При этом следует брать во внимание и высоту самого профиля. Угол создают в пределах 20° – 45°.

В видео предлагаем посмотреть, как проводится перекрытие вальмовой крыши профнастилом:

Для начала необходимо определить торцевую ось здания

При проектировании кровли необходимо учитывать два правила:

  • Больший угол наклона кровли делает тяжелее и сложнее всю стропильную систему, и увеличивает нагрузку от ветров на скаты. Для чердака нежилого типа угол часто варьируется от 25° до 35°, а для жилья – от 35° до 55°, и требуется усиление конструкции из стропил.

  • Вес мансарды не должен превышать нагрузочные показатели фундамента и стен дома. Нарушение этого правила ведет к деформации основания и перекосу или разрушению здания.

Важно! отношение высоты кровли к длине несущих стен, нельзя делать более 2/3. Так, если по ширине дом 9 м, а основание и 1-й этаж в высоту 4 м, то высота мансарды «для жилья» не более 3 м, а высота конькового бруса менее 6 м.

Крепление стропил производиться при помощи металлических пластин

Формулы

Площадь вальмовой крыши определяется, как сумма двух вальм и ее боковых скатов. Площадь вальм получают по формуле стандартного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.

Площадь боковых частей находят по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапециевидных частей получается из площади одного прямоугольника и двух треугольников.

Площадь высчитывается исходя из длины карнизов, а не края строения.

Совет! Площадь кровельного стройматериала обычно больше этого показателя для крыши. Так происходит из-за специфики устилания материала «нахлестом». Поэтому для подсчета материала на кровлю рекомендуется добавить +10%. Когда конструкция вальмовой крыши усложнена, то +15-20%.

Вальмовая крыша – устройство стропильной системы

Для расчета системы из стропил вальмовой кровли необходимо, применив стандартную рейку, определить горизонтальную проекцию (заложение) промежуточной стропильной ноги.

Следом коэффициент уклона перемножить на представленный.

Для нахождения длины стропила, также можно прибегнуть к теореме Пифагора

Для нахождения длины угловых стропил требуется умножить заложение на коэффициент из таблице выше На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу проектирования, монтажа или ремонта крыши и кровли. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

В видео пример расчета конструкции:

Чтобы определиться с сечением дерева для ног из стропил можно воспользоваться приведенной таблицей

Так, при величине распределенной нагрузки на ноги в 125кг/м и длине пролета в 6 м выбирают брус с сечением одним из: 240*80; 230*90 и 220*100, или кругляк 220 мм.

Пример чертежа вальмовой стропильной системы крыши:

Для неподготовленного человека чертеж достаточно сложный

Стропильная система вальмовой крыши, схема 2:

На первый взгляд схемы не отличаются, но каждая имеет свои особенности

В этом видео полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

От этапа установки стропильной системы зависит качество всей крыши, ее надежность и срок эксплуатации. Важно подойти к этому вопросу со знанием дела или привлечь специалистов.

Установка мауэрлата

Для монтажа берут дерево первого сорта с внушительным сечением 100*100 или 100*150. Укладывается брус только в внахлест, никак не в стык. Также должны присутствовать точки соединения со стенами дома в большом количестве. Узлы соединения укрепляют скобами из металла.

В постройки из кирпича, пеноблоков и арболита дополнительно сооружается армопояс под мауэрлат. В такой пояс заранее вшиваются шпильки для последующего устилания дерева.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте о строительстве крыши дома.

Создание прогона

Эта часть в виде балки создается для крепления дополнительных опор под стропильные ноги. Прогон не из главных элементом системы, его внедряют в больших и усложненных проектах вальмовых крыш.

Опорные стойки

Эти стойки являются подпоркой для конька.

Стойки являются обязательной частью стропильной системы

Создание конька

На этот элемент стропильной системы вальмовой крыши опираются все балки. Он расположен в наивысшей центральной части кровли. Образуется он в результате соединения стропильных пар ног. На данный участок каркаса действует очень большая нагрузка, поэтому, чтобы коньковый брус ее выдержал, используют несколько вариантов соединения древесины: встык, внахлест и врубка «вполдерева.

Методы соединения стропильных балок

Монтаж стропильных ног

Стропила можно монтировать в следующем порядке: сначала по диагонали, а потом остальные, или вначале центральные балки, а следом диагональные. На этом этапе монтажных работ стропильные ноги устанавливают на мауэрлат. Способов крепления несколько.

Крепление к мауэрлату тоже можкт быть разным

А также:

Схема крепления стропил к мауэрлату и к коньковому прогону

Важно: от монтажа ног к мауэрлату зависит срок эксплуатации и надежность всей стропильной системы. Так, если установить крепления слабо или допустив ошибку, крышу может просто «снести» ветром полностью.

В видео процесс разметки стропил:

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про расчет кровли четырехскатной крыши.

Крепление наслонных стропил

Существует две схемы прикрепления наслонных стропил:

По схеме «жесткий низ – свободный верх»

…и «жеский верх – свободный низ»

Для того чтобы создать теплую мансарду монтаж следует проводить по следующему плану на рисунке.

Для теплой крыши применяется своя схема обустройства крыши

Специфика устройства в процессе монтажа

Стропильная система вальмовой крыши требует использования специальных инструментов для ее возведения.

Для прочного крепления стропил потребуются специальные интсрументы

Для надежного строительства из бруса и крепкого примыкания стропил используют металлические инструменты. Их виды и названия представлены на рисунке.

Виды крепежных деталей

Способы крепления стропил к маурлату, установка, запилы, узлы и монтаж к ферме кровли в следующем видео:

Доборные элементы для вальмовой крыши также представлены в ассортименте. Они применяются в ходе отделочных работ и используются с целью создания эстетического внешнего вида. Также отвечают требованиям надежного строительства кровли и примыканий.

Доборные элементы для вальмовой крыши Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про конек крыши: расчет длины и 6 этапов установки.

Варианты устройства вальмовых крыш

Для создания эффектных архитектурных решений и расширения внутреннего полезного пространства мансарды, проектировщики разработали несколько вариантов устройства вальмовых объектов.

Кровля с эркерами

Часть дома в виде выступа за границы фасада является эркером. Такой элемент строят по форме многогранника или прямоугольника и добавляют в общую систему из стропил. Созданное им пространство подходит для продолжения гостиной комнаты, холла или использования в качестве пролета для лестницы.

Вальмовая крыша для дома с козырьком

Проект по форме выглядит, как двускатные щипцы. Козырек имеет иной угол наклона, нежели треугольные скаты основной кровли. Часто проектируется, когда на здании не жилой чердак. Иногда используется в качестве навеса.

Проект четырехскатной крыши с козырьком

Крыша с «кукушкой»

Внешне такая конструкция – это щипец с заниженной частью. Элемент выполняет функцию подачи естественного дополнительного света в жилую площадь. Может сооружать на одинаковом расстоянии от боковых стен дома и выше входа. Также является дополнительным декором здания.

Асимметрия

Проект кровли с различными углами наклона, в основном, используется не для создания жилой площади. Он устанавливается в местности с сильными ветрами. Ассиметрично расположенные скаты и козырек, действует как распределяющие ветровую нагрузку элементы, и предостерегают объект от срыва.

Крыша с неправильной диагональю

Сложные проекты с разными по форме и длине боковыми частями кровли образуют смещение стропильной группы по диагонали. Такие решения, как правило, применяют над гаражом или баней.

Сложные проекты крыши с неправильной диагональю Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про обрешетку крыши: что это такое и как правильно ее сделать.

Итог

Вальмовая крыша украшает практически любое строение. Видов и способов устройства составляющей ее стропильной системы много. При правильном расчете и монтаже, такая кровля служит века. Применять ее возможно для дома, беседки, бани и прочих объектов.

Прочитать позже
Отправим материал на почту
Распечатать

Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Вальмовая крыша – это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) – треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза – это вальмовая крыша, если не достают до карниза – полувальмовая.

Крыша дома выполняет двоякую функцию – с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой – она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.

Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

  • минимальное сопротивление ветровой нагрузке относительно двухскатной кровли. Поскольку все скаты наклонные, ветер не создает разрушительного давления на фронтоны;

  • большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
  • возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
  • эстетическая привлекательность.

Минусы:

  • сложность расчета и монтажа;
  • более высокая стоимость реализации проекта;
  • уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
  • невозможность устройства мансарды;
  • естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

Поскольку недостатки не критические – четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крышиСхема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Конструкция вальмовой крыши

Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:

Схема расположения конькового бруса в стропильной системе вальмовой крышиконьковая опорная балка или коньковый брус – используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;

Схема расположения диагонального (бокового) стропила вальмовой крышидиагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) – более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;

Схема расположения центрального стропила вальмовой крышицентральное стропило – доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;

Схема расположения промежуточного стропила вальмовой крышипромежуточное или рядовое стропило – формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;

Схема расположения нарожника вальмовой крышинарожник или короткое стропило – конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.

Расчет вальмовой крыши

Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

  • ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
  • количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков – тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
  • вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
  • необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

Таблица параметров расстояния между стропилами в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

Таблица - угол наклона крыши в зависимости от кровельного материалаТаблица - угол наклона крыши в зависимости от типа покрытия

Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

  1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
  2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
  3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
  4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
  5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Формулы для расчета вальмовой крыши 
Высота конька Чертеж для расчета высоты конька вальмовой крыши
Длина конькового бруса

Длина дома минус его ширина
Чертеж для расчета длины конькового бруса вальмовой крыши
Длина центральных стропил (трапеции) Формула для расчета длины центральных стропил Теорема Пифагора
Длина рядовых стропил Рассчитывается аналогично длине центральных стропил   
Удлинение стропила для формирования

каркасного свеса

Чертеж для расчета насколько необходимо удлинить стропила для свеса
Угол наклона рядовых стропил Формула для расчета угла наклона рядовых стропил Чертеж для расчета угла наклона рядовых (промежуточных) стропил
Длина диагональных вальмовых стропил Формула для расчета длины диагональных стропил Схема для расчета длины диагональных стропил вальмовой крыши
Нарожники (короткие стропила) Первое короткое стропило Чертеж для расчета 1-го короткого стропила вальмовой крыши
  Второе короткое стропило Схема для расчета 2-го короткого стропила вальмовой крыши
Площадь вальмовой крыши Формула для расчета площади вальмовой кровли  Чертеж для расчета площади вальмовой крыши
Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

Расчет площади вальмовой крыши - формулы

Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.

Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.

Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.

Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)

Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Схема с размерами стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.

Инструменты для строительства вальмовой крыши

Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.

Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.

Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.

Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.

Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.

Материал для вальмовой крыши

Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.

Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.

Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.

Опора скользящая для стропил (закрытое скользящее крепление)

Стропильная система вальмовой крыши – технология монтажа

Устройства стропильной системы своими руками пошагово:

1. Подготовка заготовок (стропил)

Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:

  • необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
  • разной длиной нарожников (коротких стропил);
  • наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.

Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.

Преимущества технологии сращивания стропил:
  • получение неразрезных балок заданной длины;
  • увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
  • упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
  • возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.

Составные стропила из досок с вкладышами

2. Крепление мауэрлата

Мауэрлат для вальмовой крыши – это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.

Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.

Как соединить мауэрлатные брусья для вальмовой крыши

Поскольку назначение мауэрлата – служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).

Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек – 1000-1200 мм.

3. Монтаж прогона

Прогон – это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.

При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения – на хребте вальмы или на ребре ендовы.

Точки максимальной нагрузки на хребете вальмы и ребре ендовы

Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.

4. Установка опорных стоек

Опорная стойка вальмовой крышиСтойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).

Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.

6. Крепление стропильных ног

Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:

  1. монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
  2. монтируются диагональные стропила, а затем остальные.

При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.

Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.

Способы крепления стропил на мауэрлате

Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.

Способы крепления стропил на коньковой балке

Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.

Способы верхнего опирания диагональных стропил

Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).

Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:

  • установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
  • установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
  • шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.

Шпренгельная опора вальмовой крыши

7. Монтаж рядовых стропил

Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.

8. Установка нарожников (коротких стропил)

Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.

Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.

Раскладка стропил вальмовой крыши и установка нарожников

Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.

Вальмовая крыша своими руками пошагово – видео

В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.

После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши – длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ – от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.

Метки: Крыша Стропила Вальмовая крыша

Оставьте свой комментарий

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.

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

При описании устройства стропильной системы вальмовой крыши используются также термины:

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

H= L/2 x tg A = 8/2 х tg30 = 4 х 0,5 = 2 м.

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:

320 х 0,7 + 42 х 0,5 = 224 + 21 = 245 кг/м.кв.

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:

L = LДС – 2 х MN,

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:

CN2 = СM2 и MN2 = 22 + 3,45 = 15,9 м, то есть CN = 3,98 м.

По тому же принципу рассчитываем длину диагонального стропила:

CB2 = СN2 и NB2, CB = 5,64 м.

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.

Пожалуйста, оцените статью: (2 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...


Смотрите также