Стропильная система вальмовой крыши

Вальмовая кровля — кровля с четырьмя скатами, но с особенным устройством этих скатов. Два из них сделаны в виде трапеции, а вторые два похожи на треугольники, которые и именуют вальмами.

Вальмовую кровлю укладывают при постройке дачных домов, беседки или в загородных коттеджах. И это неспроста — кроме того, что такая схема функциональна и практична, вальмовые крыши внешне выглядят очень привлекательно. Главное — правильно собрать такую систему.

 

Строительная система вальмовой крыши

Важнейшие характеристики

Положительные свойства вальмовых крыш:

  • Она способна успешно сопротивляться сильным ветровым нагрузкам;
  • Благодаря жесткости конструкции ее элементы не деформируются;
  • Превосходит двухскатную конструкцию по энергосбережению;
  • Дает возможность устраивать широкие карнизные свесы со всех сторон дома, которые нужны для защиты от осадков стен здания;
  • Мало разрушается на карнизных навесах;
  • Может использоваться как мансарда. 
  • Дома, в которых есть мансарда с такой кровлей выглядят низкими.

Есть у этой крыши и изъяны:

  • Сложность создания конструкции;
  • Высокая стоимость постройки;
  • Чердачное помещение уменьшается, это очень неудобно при строительстве дома с мансардой;
  • В дом через окна мансарды может попадать влага.

Виды вальмовых кровель

Есть у таких кровель несколько видов конструкции:

  • Классическая. Возводят такую кровлю с помощью прямых стропил. Свесы у нее находятся на одной высоте, а угловые ребра продолжаются до конька, а свесы.
  • Голландская полувальмовая. Крыша такого вида отличается короткими вальмами, которые по размеру в 1,5−3 раза короче размера других скатов. Такая кровля используется при устройстве в мансардном помещении окон, расположенных вертикально.
  • Датская полувальмовая. Такая крыша, требует создания вертикального фронта, под которым и устраивают торцевой скат.
  • Шатровая. Чаще всего используется для квадратных домов, вальмы в кровле изготовлены в виде равнобедренных треугольников, с соединенными в одной точке ребрами.
  • Вальмовая ломанная. Содержит в конструкции неодинаковые по величине скаты, расходящиеся от верхней точки кровли, под разными углами. Здания с ломаными кровлями выглядят эффектно, и, кроме того, свободная площадь используется в них целесообразно.

Устройство кровли любой конструкции условно можно разделить на 2 части:

  1. Ее основание, состоящее из пересечений и мест соединений, стропил, балок и обрешетки;
  2. Наружный слой, необходимый для защиты здания от влаги, его делают из различных кровельных материалов.

Основные элементы стропильной системы в чертеже:

Устройство стропильной системы крыши

Четырехскатная вальмовая кровля в своем составе содержит такие элементы:

  • Кровельные скаты – плоские поверхности, размещенные под определенным уклоном;
  • Ребра расположенные наклонно и горизонтально, находящиеся в местах соединения скатов;
  • Расположенный вверху крыши горизонтальный стык двух скатов называют коньком;
  • Места соединения скатов, создающие углы, именуют ендовами и разжелобками;
  • Края кровли, выходящие за границу стены по горизонтали, называют карнизным свесом, расположенные под наклоном именуют, фронтонным навесом;
  • Водные скаты – элементы, служащие для удаления с крыши воды.

Виды стропил

В разных видах зданий, стропильный комплекс в качестве опоры использует различные плоскости:

  • Строения из камня и кирпича – опорные балки, расположенные внизу;
  • В домах, построенных по каркасной технологии – на верхнюю обвязку здания;
  • На верхние венцы в домах из различного бруса.

Линейный размер диагонально уложенных стропил, в большинстве случаев больше чем обычная длина бруса. Чтобы получить нужный размер, потребуется нарастить брусья. При наращивании все соединения необходимо усилить дополнительной опорой, установив ее под подкосы или стойки.

Увеличение длины производят таким образом, чтобы соединение на стыке было по размеру в точке 0,15×h, (h – пространство между 2 стропилами).

Рассчитывать длину стропильных брусьев необходимо принимая в расчет общее число опорных элементов кровли. Сращивание отдельных частей стропил выполняют способом косого прируба, потом соединенные стропила, дополнительно скрепляют болтами 12-14 мм.

Стропильная система

Вальмовая кровля обладает небольшой парусностью – может выдерживать сильный ветер с минимальным ущербом.

Центральный элемент стропильной системы – коньковый брус, к нему прикреплены стропила:

  1. Расположенные по диагонали;
  2. Расположенные по центру;
  3. Промежуточные стропила;
  4. Короткие стропила.

Отличия стропильной конструкции:

  • У промежуточных стропил уклон всегда круче, чем установленных по углам дома.
  • Промежуточные стропила устанавливают в конструкции с опорой на мауэрлат и крепят второй конец на коньковый брус.
  • Короткие стропила крепятся к угловому, по таким же углом, что и промежуточные.
  • Три размещенных по центру промежуточных стропила, крепят к краю бруса конька.

Рекомендация: Чтобы стропильную систему было проще рассчитать, лучше для устройства конька и всех стропил использовать брус 50х150 мм.

Тогда верхнее ребро короткого стропила будет расположено выше, чем у углового стропила, создавая необходимое для вентиляции пространство. В этом случае не потребуется специально подсчитывать размер насколько нужно опустить угловые стропила.

 Так как каждое стропило представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника, чтобы рассчитать его длину, потребуется только вспомнить уроки геометрии в школе.

Составляющие элементы конструкции

Вальмовая крыша своими руками — посильная задача, но нужно знать основные узлы соединения конструкций.

Элементы системы, подразделяются на наслонные и висячие по способу их установки.

Стропильная система для висячих элементов, немного сложна при изготовлении, а их длительная эксплуатация сопряжена с постоянными заботами по их ремонту.

Такие системы в большинстве случаев монтируют на наружные стеновые проемы.

Наслонная разновидность системы – более конструктивна, удобна в эксплуатации и недорога.

Эти комплексы часто используют в проекте постройках, которые имеют несущую стену в середине дома, или используют как элемент в зданиях с опорными столбами.

Виды стропильных систем крыш

Стропильная система состоит из:

  1. Накосных элементов, установленных по диагонали или закрепленных к углам стен;
  2. Трапеции ската;
  3. Нарожников;
  4. Подкосов и стоек;
  5. Ригелей;
  6. Прогонов и лежней;
  7. Шпренгелей.

Накосные стропила для таких кровель установленные по диагонали, одной стороной крепят к балке, второй стороной их крепят ко второй паре стропил. Эти конструктивные элементы по размерам немного больше, чем обычные комплексы.

По этой причине им приходится выдерживать более высокие нагрузки, ведь одновременно они служат как упор для нарожников.

Упорядоченные по размеру комплексы стропил – это нарожники. Их монтируют в одном месте на накосные стропила, а вторая точка опоры крепится к нижней опоре. Если размер дома по ширине более 4.5 м, то стропила и другие элементы делают составными.

Чтобы уменьшить их габариты устанавливают стойки и подкосы. Монтаж, таким образом, позволяет изготовить кровлю почти без применения распорок, для конька, где распорки необходимы, применяют ригельные элементы.

Расчет стропильной конструкции

Так как вальмовая кровля — непростая строительная система, необходимо правильно рассчитать для нее соотношение габаритов ее конструктивных составляющих.

Только так можно получить прочную вальмовую крышу. Недостаточное внимание во время расчета сможет стать причиной обрушения крыши.

Во время расчета необходимо принять во внимание такие факторы:

  1. Используемый кровельный материал;
  2. Климатические условия региона;
  3. Возможность большого количества осадков в местности, где строится дом;
  4. Максимальная ветровая нагрузка в регионе;
  5. Будет ли делаться мансарда, эркер, балкон.

Все замеры необходимо выполнять по низу стропила, применяя для этого специальную измерительную рейку. До начала строительства кровли, необходимо верно промерять длину и ширину дома.

Последующий порядок расчетов достаточно прост:

  1. Выбрать подходящий уклон кровли. Необходимо принимать в расчет, что в местностях, где дуют сильные ветры, и стоит сухая погода, уклон необходимо делать как можно меньше (в пределах 2-5 градусов). 
    Если в регионе случаются обильные снегопады уклон необходимо делать большой, чтобы на кровле не задерживался снег.
    Для вальмовых крыш принимают угол уклона в  20-45 градусов. 
  2. Рассчитать шаг стропильных ног. Расстояние между стропилами может быть в пределах 0.6-1 м, это зависит от массы кровельного покрытия и общего веса кровли.
  3. Продумать из чего и с каким шагом будет устроена обрешетка. На это влияет в основном конструкция стропильной системы и разновидность кровельного покрытия.

С помощью простейших расчетов необходимо рассчитать количество стропил, реек и стоек обрешетки и их длину. После этого останется только подсчитать количество кровельного материала.

Уклон вальмовой кровли и определение конька крыши

Примите к сведению, что уклон напрямую зависит и от используемых кровельных материалов:

  • Для шифера — 22 градусов;
  • Для металлочерепицы — 14 градусов;
  • Для мягкой черепицы — 11 градусов;
  • Для ондулина — 6 градусов;
  • Для профнастила — 12 градусов, и только при качественной герметизации стыков;
  • Для двухслойного рулонного материала — 15 градусов, для трехслойного — 2−5 градусов;
  • Для мембранной кровли подойдет любой уклон.

Для расчета угла ската можно воспользоваться математическим расчетом, для этого необходимо:

  1. Измерить вертикальную высоту (Н) – для измерения необходимо узнать высоту от верхней точки до низшей (карниза)
  2. Измерить промежуток горизонтальный от низшей точки ската до верхней (L)

IH:Lх100

Для наглядного примера можно привести следующие  вычисления Н = 3м.; L = 5м.

Получается: I = 3:5х100 = 60%

Полученную информацию необходимо перевести в процентное соотношение 60% =31º

Для облегчения  проведения расчетов  можно воспользоваться прибором уклономером.

Вторым действием необходимо определить высоту конька

HkLg x tag A

где Hk –является высота конька,

Lg –половина длины пролета дома

tag A – тангенс угла наклона

для облегчения расчета можно воспользоваться  специальным калькулятором.

Длина конькового прогона

Для расчета длины  конькового прогона  необходимо воспользоваться следующими соотношениями:

Коньковый прогон = длина дома – ширина дома

Располагается коньковый прогон  по центру и состоит из такого же материала что и боковые стропила.

Установка конька на крышу

Установка стропил

В первую очередь производят разметку:

  • Намечают ось на верхней обвязке здания;
  • Размечается 1/2 толщины бруса конька и для первой центральной стропильной ноги делается горизонтальная проекция;
  • С помощью отбивки одинаковых дистанций от отбитой линии боковой стены, отмечается место, где находятся промежуточные стропила;
  • Подсчитывается размер выступа стропил за границу стен для создания свеса.

Таблица шага стропил крыши

Все элементы конструкции необходимо монтировать последовательно:

  1. Мауэрлат. Его изготавливают из деревянного бруса, площадью сечения от 10×10 до 15×15 см, и крепят по периметру стен здания. Он выполняет функцию опоры для стропильных ног, и поэтому его необходимо крепить надежно.
    Между опорной стеной и закрепленным на ней мауэрлатом укладывают гидроизоляционный материал. К примеру, подойдет рубероид; Стропильная система вальмовых крыш
  2. Прогон. Это специальная балка, установленная параллельно мауэрлату, необходим этот элемент конструкции как усиливающая опора для стропильных ног;
  3. Подкосы и стойки. Лучше устанавливать стойки, разместив под ними прочные опоры.
  4. Конек. Его монтаж производится после тщательных промеров всех размеров, мерной рейкой и отвесом.
    Его нужно установить по уровню и точно на рассчитанной высоте;
  5. Диагональные стропила. Используют равные по размеру стропила или укорачивают их на нужную длину уже после установки;
  6. Центральные и рядовые стропильные ноги. Эти узлы стропильной системы врезают в конек и на мауэрлат через одинаковые промежутки. Для прочности крепления его усиливают ригелями и стяжками;
  7. Угловые стропила — их еще называют нарожники. Для увеличения прочности этих элементов, нарожники, расположенные на соседних скатах, соединяют с диагональными стропилами.

Все соединения элементов производят обязательно внахлест. Их можно усилить с помощью кусков металла или уголков. Устанавливать лучше стропила из цельного бруса, если такой длины материала нет, то можно установить сдвоенные балки.

Длина центральных стропильных ног

Центральные стропила имеют длину  больше традиционных, они предназначены  для удержания увеличенной  нагрузки

При монтаже стропильных ног их необходимо делать спаренными. Удвоенные стропила  намного прочнее и предусмотрены для дополнительной нагрузки.

Для вычисления длины стропильных ног, следует применить теорему Пифагора.

Для расчета используется формула:

C = √(a^2+b^2 )

 Где С — длина стропил

а — высота конька

 b — означает половину крыши

Если крыша строения ассиметрична, то при проектировании следует рассчитать высоту конька. При расчёте получается показатель длины стропильных ног.

Во время расчета необходимо учитывать следующие факторы:

  • Параметры строения — проводимый расчет стропильных ног зависит от ширины постройки.
  • Высота коньковой балки.
  • Будущие нагрузки на крышу дома — необходимость установки нужной длины, что бы стропильные ноги могли выдержать дополнительную нагрузку.

Длина диагональных стропил

Диагональные стропила

При монтаже диагональных стропил  необходимо предусмотреть правильность геометрии конструкции, для равномерного распределения  тяжести. При монтаже диагональных стропил необходимо использовать несколько опор. Для расчета   необходимо воспользоваться  следующими формами:

LcHk/tag A

 Где Lc — длина диагональных стропил

tag A – угол наклона кровли

Hk – высота конька

При монтаже диагональные стропила закрепляются на коньковой балке. Для этого чаще всего используют короткую доску, к которой монтируются под необходимым углом диагональные стропила.

Для монтажа можно использовать  следующие типы  крепежа:

  • Специальные пластины перфорированные.
  • Гвозди.
  • Хомуты.

Для предотвращения  появления стыков  нарожников  монтировать их необходимо со сдвигом.

Шаг установки стропил и их сечение

От правильности определения  шага стропил (расстояние между стропилами) зависит правильное распределение массы кровли на стропила.

Для точного измерения шага стропил необходимо знать:

  • Допустимые нагрузки
  • Размер стропил
  • Угол наклона крыши
  • Используемое покрытие
  • Материал, из которого изготовлены стропила

Для расчета шага  стропил необходимо выполнить следующие действия:

  1. Необходимо взять общую длину ската крыши
  2. Подобрать оптимальный шаг стропил
  3. Необходимо разделить длину кровли на шаг стропил
  4. К полученному результату необходимо прибавить единицу
  5. После чего результат округляется
  6. Получается количество стропильных ног на  скате  крыши
  7. Необходимо длину ската строения разделить на полученный результат. Таким способом можно определить необходимый шаг стропильной системы.

Для определения сечения  стропила следует  воспользоваться таблицей.

Длина стропилаНеобходимое сечение (толщина и высота)
Материал доскаМатериал брусья
3004х18

6х16

10х12
4006х20

8х18

10х16
5008х2010х20

Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)

После монтажа центральных и диагональных стропил необходимо установить нарожники. Монтировать укороченные стропила   необходимо параллельно стропилам центральным.

Установка нарожников

Крепятся такие стропила  на подкосную ногу.

Для измерения длины можно использовать простую формулу:

L1= 2⁄3 × L

Где L1 – первое укороченное стропило

L –длина стропила центрального

Для второго укороченного стропила, необходима следующая формула:

L2= 1⁄3 × L

Для измерения шага необходимо разделить незаполненный участок  на равные части.

Монтаж нарожников

Расчет общей площади кровельного покрытия

Для расчета площади кровельного покрытия  используются следующие показатели:

S = (b x h)/2

Расчет треугольника, где b – длина основания, h –высота треугольника

S = ((a+b)/2 х h

Расчет трапеции, где h – высота. A, b – это основания трапеции.

Полученные результаты умножаются на два  и  суммируются.

Монтаж вальмовой стропильной системы

Чертеж вальмовой крыши

Для проведения монтажа вальмовой крыши необходимо выполнить следующие действия:

  1. Возведение стропильной системы
  2. Установление бруса конькового на вертикальные опоры
  3. Устанавливается мауэрлат – располагать его необходимо по центру
  4. Монтаж диагональных стропильных ног
  5. Монтаж подкосов под диагональными опорами
  6. Установка промежуточных стропил, которые крепятся к коньку и мауэрлату

После проведения  действий по  монтажу  стропильной системы  можно проводить укладку обрешотки.

Моделирование и проектирование

Изначально для строительства вальмовой крыши необходимо составить проект.

Для этого следует выполнить:

  • Измерить основные показатели постройки (длина, высота, ширина) и начертить модель в масштабе 1:50
  • Рассчитать нужную высоту крыши и угол скатов. Для определения угла на чертеже необходимо использовать линейку транспортир
  • Отметить на проекте места установки стропил наклонных – это будет шаг
  • Необходимо определиться с размером будущей коньковой балки. Дальше нужно отметить конек на  проектном листе
  • Все наброски и чертежи перемещаются на чистый лист, и  подсчитывается количество необходимого материала

Устройство основной части вальмовой крыши

Для монтажа основной части  крыши необходимо выполнить следующие действия:

  • К стенкам дома необходимо монтировать вспомогательные доски. Край досок должен совпадать с центральной осью.
  • К торцу строения необходимо установить несколько стропил. Пересекаются стропила над  центральной осью.
  • Необходимо произвести монтаж стропильных ног по проекту.
  • Необходимо произвести монтаж конькового бруса, между верхними опирающимися друг на друга пятками.
  • Монтируются к прогону с помощью гвоздей стропила.
  • Стропилины необходимо закрепить на мауэрлате.

После этих действий  вспомогательные доски убираются.

Сооружение вальмовых скатов

Для этого необходимо выполнить следующий порядок действий:

  • Необходимо произвести монтаж накостных стропил. Нижняя часть стропила должна проходить через угловое место строения
  • Лишнее убирается. Диагональная нога монтируется к консоли конька
  • Производится также монтаж остальных накосов
  • Вальмовые скаты необходимо заполнить нарожниками
  • Производится монтаж нарожников на пятиугольные скаты.

Строение вальмовой крыши позволяет придать зданию красивый вид. Однако неправильное произведение строительных работ может привести к нарушению крепости сооружения. Для более результативной работы необходимо воспользоваться советами специалистов:

  1. Для увеличения жесткости стропил необходимо внизу стропильных ног нашить деревянные бруски с сечением 50х50.Такой способ увеличивает опорные функции конструкции.
  2. Для ускорения рабочего процесса и для расчета необходимого строительного материала, необходимо сделать четкий и детальный проект будущей постройки
  3. Материалы для стропильной системы должны быть высокого качества, от этого зависит длительность службы строения.

Также для улучшения работы необходимо использовать качественные инструменты, и тогда результат прослужит длительное время.

Проект вальмовой крыши с кукушкой:

Кукушка на вальмовой крыше

Способ усилить кровлю

В отдельных случаях возникает потребность усилить конструкцию кровли, если ее площадь сильно большая, или если это необходимо для укладки покрытия крыши.

Для этого можно использовать такие способы:

  • По углам разместите такие элементы как шпренгели — это брусья, которые связывают две части мауэрлата;
  • Если потребуется установить шпренгель, далеко от угла, то нужно будет сделать шпренгельную ферму;
  • На затяжке или перекрытии устанавливают стойки, служащие как дополнительная опора стропил;

Если потребуется установить диагональные стропила большой длины потребуется изготовить сдвоенные балки.

Когда создание стропильной системы будет полностью окончено, необходимо произвести ряд значимых работ, которые обязательны при постройке кровли любого вида.

К ним относятся работы по:

  1. Изготовлению обрешетки подходящей для кровельного материала;
  2. Устройство пароизоляции;
  3. Укладка гидроизоляционного покрытия;
  4. Крепление кровельного материала;
  5. Утепление крыши дома.

Практическое выполнение этих работ зависит в основном не от выбранной для вашего дома конструкции крыши, а от используемого для покрытия кровли материала, и от того будете ли выстроить мансардное помещение.

При строительстве этого элемента дома необходимо очень тщательно выполнять работы по теплоизоляции и гидроизоляции кровли

Что нужно учесть при работах по устройству обрешетки?

Когда стропильная конструкция будет окончательно готова, то перед укладкой кровельного материала на ней крепят обрешетку, и после этого укладывают такие слои:

  • Пароизоляции: строительным степлером к стропилам крепится специальная пленка, и заделывают для герметизации все швы специальной лентой;
  • Теплоизолирующий материал, необходимо укладывать снизу вверх, так чтобы между стропилами и утеплителем не было пустот и щелей, между теплоизолирующим материалом и гидроизоляцией необходимо оставить свободное пространство шириной в 2 см для проветривания и удаления конденсата;
  • Гидроизоляции;
  • Контробрешетка — это деревянные планки, набитые поперек стропил, они удерживают слой теплоизолирующего материала;
  • Кровельного покрытия.

Предварительный расчет и последующая постройка вальмовой кровли не такая и простая работа. Ее необходимо выполнять внимательно, с учетом всех тонкостей. Если в своих силах и способностях выполнить такое ответственное дело вы не уверены, то лучше пригласить специалистов.

Оставить комментарий

очиститьОтправить

Нажимая "Отправить" вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности