Устройство стропильной системы вальмовой крыши – составляющие и расчет. Запил стропил вальмовой крыши Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

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.

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 , однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

• 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.

• 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.

• 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.

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.

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.

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

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 она должна иметь сплошной ковер.

Стропильная система вальмовой крыши относится к разновидностям четырехскатных кровель.

Общая схема стропильной системы вальмовой крыши представляет собой четыре ската, два из них имеют вид треугольника, остальные два – выполнены в виде трапеций.

При этом трапециевидные формы соединяются между собой прямыми верхними гранями, а получившиеся в результате такого соединения боковые просветы обустраивают треугольными скатами.

Преимущества использования вальмовой четырехскатной крыши заключаются в эстетичном виде и экономии расходных материалов.

Кроме того, стропильная система вальмовой крыши является отличным решением для обустройства домов мансардными этажами и эркером.

Но в отличие от сооружения других типов систем крыш, устройство стропильной системы вальмовой крыши требует намного большей трудоотдачи.

Виды стропил и основные узлы вальмовой крыши

Для проектирования конструкции вальмовой кровли может использоваться диагональная или промежуточная схема расположения стропил.

Также элементы вальмовой стропильной системы разделяют по технологии устройства на наслонные и висячие.

Первый тип стропильной конструкции считается экономичным и проверенным вариантом. Чаще всего подобные системы применяют для строений с каркасом опорного типа или с несущей центральной стеной.

Вторая система стропил отличается сложностью монтажа, обычно ее устройство осуществляют на внешних стеновых проемах.

Висячие стропила крепятся только к мауэрлатам и к коньковому прогону, используются они, если расстояние противоположных стен не превышает 6,5 м.

Изготавливаются стропильные детали из сухого бруса 150х50 мм, предварительно обработанного антисептиком.

Перед вами фото конструкции стропильной системы вальмовой крыши.

Схема стропиловки для вальмовой крыши содержит:

• накосы (располагают по диагонали или направляют к углам стен);
• элементы трапеции;
• короткие бруски — шпренгели;
• укосы, опорные стойки.

Накосные детали крепятся по диагонали: одной стороной к нижней опоре конструкции или к продляющей ее балке, а вторая сторона фиксируется к другой паре стропильных элементов.

В отличие от привычных систем, эти детали стропиловки крыш, учитывая их размеры, намного больше.

Они могут принимать на себя больший вес и выступают в качестве опоры для наружных деталей стропиловки, которые не достают до конькового бруса.

Основные детали системы вальмовой кровли, представляют собой несущие балки и конек. В свою очередь балки разделяют на два вида.

Первый вид балки изготавливают из материала, применяемого для стропил. Она располагается поперечно и является опорой для стоек, поддерживающих коньковый пролет.

Мауэрлат – второй вид балки, для ее производства используют брусья 100х150 мм. Балку располагают по периметру объекта.

Если постройка возведена из дерева, в качества мауэрлата будет выступать верхний венец.

Расчет стропиловки для вальмовой кровли

Самостоятельно проектируя вальмовую кровлю, необходимо уделить внимание выбору материала, а также учесть количество осадков и силу ветра.

Как ни странно, но именно исходя из этих фактов, можно осуществить правильный расчет уклона и высоты крыши.

Угол уклона трапециевидных скатов может составлять от 50 до 60°, пример можно посмотреть на фото. Какая из цифр станет оптимальной, будет зависеть от силы ветра и снеговой нагрузки.

При сильных снегопадах угол ската делают большим, при сильных ветровых нагрузках – угол устраивают маленький.

Здесь необходимо уточнить, конструкции вальмовых крыш с повышением угла ската усложняется, а расход материала увеличивается.

Узнав показания высоты и угол уклона, произведем расчет стропиловки на примере конструкции четырехскатной крыши с двумя одинаковыми формами трапеций и треугольников.

Расчет может иметь следующий порядок:

• Когда угол ската отмечают как главный показатель, тогда высота конькового бруса вычисляется так: (тангенс угла) х (на величину шага между краями скатов) / 2. Опираясь на показатель высоты кровли, расчет производят в обратную сторону. Определяют величину тангенса угла: (высота кровли) х 2 / (на промежуток между краями скатов);
• Длина ската крыши вычисляется с использованием т. Пифагора. Определяется сумма катетов треугольника и вычисляется квадрат. По такому же принципу, происходит расчет размеров накосов, разделив трапецеидальный скат крыши на два треугольника и один прямоугольник.

Определив величины и составив чертеж, осуществляют общий расчет площади кровли. Общая площадь вычисляется, путем определения площадей вальмовой и трапециевидной стороны крыши.

Площадь фигуры трапеции равняется сумме величин ее основ разделенной на два и умноженной на высоту.

Площадь фигуры треугольника вычисляется как половина произведения длины основания на величину высоты, разделенной на два.

Площадь крыши можно узнать, сочетая величины и умножив их на 2.

Сделав такой расчет можно определиться с количеством строительного материала для сооружения каркаса обрешетки и вальмовой кровли.

Также с использованием этого показателя величины есть возможность сделать расчет нужного количества гидро- и теплоизолирующих изделий и количества крепежных деталей.

Устройство стропиловки вальмовой кровли

Устройство стропильной системы начинают с монтирования балок. В первую очередь осуществляют монтаж мауэрлата, затем поперечной балки.

Стойки опоры конька стропильной системы монтируют вертикально и фиксируют саморезами, для упрочнения стоек опоры используют укосины. Конек должен находиться точно по центру объекта.

Материал для конька и стропиловки применяют один и тот же, с параметрами 150х50 мм.

Далее осуществляют монтирование четырех накосных элементов с равной длинной, рабочему процессу уделяют особое внимание, так как именно на этой стадии происходит закладка всех плоскостей скатов конструкции, которые должны иметь идеальную ровность.

Самую большую длину имеет диагональная стропиловка, из-за чего приходится соединять несколько стропильных досок в одну.

Каждая из них должна присоединяться к коньковому брусу и выступать на 0,5 или 1 м за пределы стены дома.

Таким образом, обустраивается карниз как на фото, впоследствии защищающий стены от атмосферных осадков.

Что касается сечения стропиловочного материала, его выбирают в зависимости от уклона кровли, с учетом нагрузок пространства между основными стенами и между стропилами.

Инструкция по монтажу промежуточных стропил

При обустройстве стропильной системы для вальмовой кровли, должна соблюдаться следующая инструкция:

• Промежуточные и центральные стропила крепят к верху конькового бруса, второй их край должен выступать за пределы несущих стен. С нужным количеством деталей определяются, учитывая длину дома;
• Когда монтируются угловые элементы, то их верхний край устраивается на накосы. С приближением к углам стен их длина уменьшается.

Исключить появление неточностей при обустройстве стропильной системы вальмовой кровли позволит правильно составленный чертеж будущего сооружения, где точно размечены узлы креплений центральных деталей.

Классический метод предусматривает первоначальный монтаж центральных стропил — с каждой стороны по 3 детали. Узлы креплений располагаются по краям конькового бруса.

С целью установить первое стропило на вальме отмечают одну точку по центру стены на мауэрлате и точку центра толщины конькового бруса.

Затем проводят устройство центральной детали для трапециевидных скатов, а параллельно к ним устанавливают все промежуточные стропила.

Надрезы с двойным скосом выполняют на центральных и диагональных элементах, которые будут пересекаться при монтаже. Упрочнять соединения рекомендуется стяжками.

Особенности монтажа нарожников

Угловые стропила монтируют параллельно основным. На укороченных деталях делают спил, затем каждый из них укладывают и крепят на накосах.

Фиксирование осуществляют с использованием саморезов или гвоздей. Также их соединение можно осуществить с помощью опоры из бруса, зафиксированной на диагональном элементе или методом врубки.

Угловые элементы (нарожники) вальмовой крыши, треугольных и трапециевидных скатов, не рекомендуется соединять, в одном месте, с диагональными элементами.

Если площадь дома имеет большую ширину, то необходимо провести расчет, при этом отмечая степень провисания промежуточных и диагональных стропил.

Центральный элемент системы вальмового сооружения крепят к коньковому брусу с помощью двух деревянных коньков.

С целью сделать углы вальмовой стропильной системы более прочными, монтируют шпренгели (дополнительные брусья).

Их применение позволяет поддерживать диагональные элементы стропиловки и тем самым придавать сооружению прочность.

Обрешетка и утепление для вальмовой крыши

Каркас обрешетки стропильной системы вальмовой крыши выполняется соответственно инструкции по устройству выбранного кровельного материала.

Монтаж обрешетки может осуществляться с использованием деревянных брусьев или досок. Сечение брусьев должно составлять 50х50 мм, толщина досок равняться не менее чем 20 см.

Конструкции обрешетки могут быть сплошнми или с зазорами, шаг их расположения будет зависеть от типа и размеров кровельного изделия.

При утеплении вальмовой крыши может применяться три метода:

• теплоизоляционный материал монтируют между брусками стропильной системы;
• утеплитель укладывают непосредственно на стропила;
• утеплительный слой помещают под стропилами.

На данный момент самой распространенной технологией является первый вариант. В качестве теплоизоляции может использоваться минеральная вата, жидкий пенопласт или пенополиуретан.

Важно в процессе утепления вальмовой крыши не перекрыть вентиляционный зазор.

В зависимости от выбранного вида конструкции кровли подбирают гидроизоляционный материал, который монтируют на утеплительный слой или под ним на стропильные брусья.

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

Некоторые особенности вальмовой крыши

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

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

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

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

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

Таким образом, основными элементами вальмовой стропильной системы являются:

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

Описание диагональных стропил

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

Спаренные накосы позволяют решить одновременно три задачи:

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

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

Опоры для диагональных элементов

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

Опорой для диагональных стропильных ног могут служить:

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

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

Конструкция опорных точек накосов стропил

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

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

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

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

Устройство нарожников

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

Нарожники устанавливаются двумя способами:

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

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

Монтаж простой вальмовой стропильной системы

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

Создание простейшей вальмовой крыши проходит в несколько этапов.

Этап 1. Создание модели крыши и составление проекта.

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

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

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

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

Этап 2. Монтаж основной части.

Монтаж вальмовой стропильной системы начинается с устройства коньковой части:

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

Этап 3. Строительство вальмовых скатов.

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

Установку выполняют следующим образом:

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

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

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

Возведение сложной вальмовой кровли

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

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

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

Практически всегда постройка крыши создает массу вопросов о том, какой именно конфигурации и конструкции должен быть каркас, чтобы обеспечить минимальное давление на кровлю и при этом не создавать дополнительных изгибающих нагрузок на стены дома. Чаще всего проблему прочности решают использованием вальмовых вариантов каркаса. Она сложнее в постройке, но дает ряд интересных преимуществ. Даже внешний вид вальмовой крыши более приятен глазу, в то время как обычный двухскатный вариант с прямыми фронтонами создает впечатление определенной незаконченности.

В чем секрет использования четырехскатных крыш

Строят крышу с вальмами не из-за красоты, хотя это тоже важно. Вальмовую крышу можно рассматривать, как усовершенствованный вариант обычной двухскатной конструкции. Вальмы - это две наклонные поверхности практически всегда треугольной формы. Применение вальмовых вставок превращает основные боковые скаты в равнобедренные трапеции, смыкающиеся основаниями на верхнем коньковом брусе.

Вальмовая крыша всегда более предпочтительна по ряду причин:

• Более симпатичного и эстетичного дизайна, придаваемого внешнему виду дома и всей усадьбе, особый стиль. Обычный двухскатный вариант, даже в богатом исполнении и отделке, конкурировать с эффектным «голландским» стилем не сможет;
• Высокой стойкости каркаса к разнонаправленным ветровым нагрузкам. Это основная причина использования вальмовых конструкций крыши;
• При правильном выборе параметров каркаса есть возможность создавать комфортабельные помещения мансардного типа.

Важно! Стоимость и сложность постройки значительно выше обычных двухскатных вариантов, поэтому при отсутствии опыта и навыков потребуются пара опытных помощников и специалист, способный выполнить проверку прочности конструкции.

Основной трудностью в изготовлении вальм является даже не столько сложность самой конструкции, сколько необходимость очень тщательного соблюдения и точного выполнения всех размеров рядовых и накосных стропил. Поэтому в каждом конкретном случае изготовлению вальмовой крыши предшествует тщательная деталировка и расчет размеров. Насколько это непростое дело, можно судить по приведенному ниже фото. Поэтому иногда каркас вальмовой крыши предварительно собирают на ровной горизонтальной площадке с подгонкой размеров всех элементов.

Особенности привязки вальмовой крыши на коробку здания

Выбор конкретных параметров крыши всегда связан с розой ветров на участке, ориентацией дома относительно окружающих построек и древесных насаждений, количеством выпадающих снега и дождя. Кроме того, учитываются размеры дома и разновидность кровельных материалов, которым предполагается зашивать скаты кровли.

В зависимости от размеров коробки здания, угла наклона скатов специалистами используются несколько разновидностей установки каркаса вальмовой крыши на стены:

1. Привязка стропил и силовых балок с опорой на мауэрлат стен. Это стандартный способ, простой и доступный для выполнения, укладка стропил на мауэрлат для вальмовой крыши в этом случае ничем не отличается от установки обычной двухскатной конструкции даже собственными силами;
2. Комбинированный способ,при котором нижняя часть стропильных ног стоит на деревянном брусе мауэрлата, центральный коньковый брус и часть массы деревянного каркаса через вертикальные стойки опирается на деревянный лежень и внутреннюю стену постройки;
3. Крепление каркаса крыши на балки перекрытия потолка. Наиболее сложный способ установки вальмовой крыши.

Важно! Если в конструкции крыши используется схема с висячими стропилами, например, в качестве навеса над крыльцом, входом в дом или над открытой террасой, вальмовая крыша в обязательном порядке крепится на мауэрлат.

Установка вальмовой крыши на мауэрлат

Принцип установки четырехскатной вальмовой крыши такой же, как и обычной двухскатной конструкции. В обязательном порядке нужно предусмотреть гидроизоляцию под брус мауэрлата, правильно выровнять опорную поверхность по горизонту. Такой способ крепления применяется в небольших домах с отсутствием внутренних капитальных стен, на которые можно перенести часть нагрузки от стропильных ног. Тем не менее даже в упрощенных схемах вальмовая крыша требует точного расчета размеров каждой из стропил.

Каркас крыши с вальмами отличается от обычной двухскатки наличием, так называемых диагональных стропильных ног, их положение и функции достаточно наглядны из приведенной схемы. Накосная стропильная балка вальмовой крыши упирается в наиболее прочное место — в угловое соединение двух стен. Поэтому важно правильно так соединить каждую пару диагональных балок между собой, и дополнительно с коньковым прогоном, чтобы срединная линия коньковой фермы была параллельной стенам здания,проекция линии на плоскость мауэрлата проходила точно через середины мауэрлатных поперечных брусьев.

В этом случае нагрузка от снега и ветра будет оптимально распределяться между всеми силовыми элементами каркаса и, главное, - равномерно передавать усилие через мауэрлат на кирпичную или бетонную кладку стен дома. Это предупредит отрыв отдельных шпилек или даже разрушение самого бруса мауэрлата. Если в проекте дома предусмотрено использование висячих стропил, угол подъема или наклона ската желательно выдержать в пределах 50-55 о. Увеличение рекомендованных значений приведет не только к заметному удорожанию, но в отдельных случаях уменьшит полезное пространство под вылетом стропильных ног. Взамен хозяин получит хороший сход с крутого наклона вальмовой кровли снега, льда и воды.

Кроме диагональных элементов, в подобной схеме обязательно используются шпренгели - угловые перемычки мауэрлатной рамы, и могут применяться подкосы - боковые наклонные опоры, усиливающие жесткость стропильной ноги. Как и в двухскатной крыше, стропила в точке смыкания на коньковой балке соединяются шпильками и ригелями. Аналогичным способом сращивают попарно стыки пары накосных балок и подкосов.

Для формирования поверхности настила на вальмовой части крыши пространство между двумя диагональными стропильными ногами зашивают нарожными стропилами. Техника их установки на вальмовой плоскости сложнее, чем у рядовых балок, каждый элемент приходится подгонять в размер строго индивидуально. Зачастую даже тщательный расчет не дает ответа на вопрос, где и в какой размер выполнять точки врезки крепления, поэтому заготовки под нарожные балки приходится вымерять и вырезать с большим допуском.

Крыша с опорой на балки перекрытия

Не всегда вальмовую крышу можно опереть непосредственно на стены. Если кладка выполнена не из жесткого и прочного керамического или силикатного материала, использованы пеноблоки, газобетонные или арболитовые материалы, без опоры на балки перекрытия, скорее всего, не обойтись. Стены из подобных материалов не выдержат горизонтальной нагрузки от стропильных балок, и со временем верхняя часть кладки будет просто выдавливаться распирающим усилием от веса вальмовой крыши.

Такой способ дороже и сложнее, требует большого количества качественного соснового бруса под балку. Работы с укладкой балочного перекрытия тоже стоят дорого и потребуют специальной подъемной техники.

Что дает такой вариант привязки к стенам дома:

1. В связи с большим весом вальмовой крыши приходится использовать балки из деревянного бруса, обладающего большой прочностью. Например, для пятиметровых балок используется брус 10х20 см. Такая балка укладывается с шагом 60-65см на предварительно подготовленный контур мауэрлата. Автоматически формируется плоскость зашивки под потолок и пол для мансарды на втором этаже;
2. Набор балок увеличивает жесткость рамы мауэрлата под вальмовой крышей. Тем самым частично компенсируется распирающее усилие стропил;
3. Каркас вальмовой крыши получает своего рода днище из уложенного соснового бруса, тем самым резко увеличивается жесткость конструкции, ее способность противостоять самым неблагоприятным нагрузкам от снега и ветра.

При укладке балок необходимо предусмотреть наличие вылета бруса за пределы стены. В продольном направлении это достигается путем укладки увеличенных на 1,5м брусьев, вдоль длинной стороны стен приходится дополнительно укладывать короткие метровые брусья. В результате по периметру стен дома получается своего рода «гребенка» из бруса, на который, собственно, и будут крепиться рядовые и нарожные стропильные элементы.

В центре системы уложенных балок устанавливается прямоугольная рама из двух вертикальных брусов 10х15см, на которые опирается коньковый прогон. Для усиления раму дополняют подкосами из доски сороковки.

Важно! Подобный вариант опоры коньковой балки допускается только при наличии внутренней опоры из колонн или капитальной кирпичной стены. В противном случае вес вальмовой крыши через раму проломит балки перекрытия.

В верней части каждой из стропил выполняется пропил паза 5*5см, с помощью которого стропильная нога опирается на конек. В нижней части стропила вальмовой крыши крепятся к выносу брусьев с помощью ригелей и коротких подпорок. Это значительно увеличит жесткость соединения ноги и бруса.

Далее выполняется обшивка выступающих концов бруса с помощью доски, и размечается место установки диагональных балок. Под накосные балки устанавливают диагональные врезки из бруса, на которые и будут опираться силовые элементы вальмы. Размер накосных балок и точки врезки измеряются по факту. Это нужно, чтобы скомпенсировать прогиб или подъем углов площадки из уложенного бруса.

Вторым важным моментом в разметке диагональных стропил является угол спила концов для плотного прилегания: в верхней части — к коньковой балке, в нижнем секторе — к распорке из бруса. В обязательном порядке диагональную балку усиливают вертикальной стойкой, опирающейся на брус в месте контакта со стеной.

На завершающем этапе устанавливают нарожные стропила по каждому из треугольных скатов вальмовой крыши. Плоскость зашивается сосновой доской или вагонкой, в зависимости от размеров конструкции.

Заключение

Конструкция вальмовой крыши только кажется сложной. Вполне по силам освоить ее изготовление своими руками, но потребуется опыт и определенные знания. Поэтому для первых пробных шагов лучше выбрать несложный и дешевый вариант дачного домика или хозяйственной постройки.

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

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

Конструкция вальмовой крыши

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

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

Виды стропильной системы

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

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

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

Используемый материал

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

Правильно обработанное и подготовленной дерево – прекрасный материал для изготовления стропильной системы. Работать с ним гораздо проще, он не требует специального инструмента. А приятная цена позволит снизить затраты. Тем более металлический каркас крыши могут позволить себе лишь те, кто уверен в запасе прочности фундамента.

Элементы системы

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

Обратите внимание! Некоторые элементы стропильной системы вальмовой крыши имеют значительную длину. А стандартный размер пиломатериалов из дерева ограничен шестью метрами. Чтобы выйти из этой проблемной ситуации, кровельщики изготавливают клееные или наборные стропила, составленный из двух или трех частей.

Монтаж мауэрлата

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

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

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

Этапы сборки

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

Грамотный расчет, подробный чертеж и качественная установка – залог долгой службы и надёжности стропильной системы крыши.

Видео-инструкция