Устройство стропильной системы вальмовой крыши. Конструкция вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия Стропильная система сложной вальмовой
Вальмовая крыша – это конструкция, состоящая из четырех скатов кровли: два трапециевидных ската по бокам и два треугольных ската по торцам кровли. Эти скаты называют вальмами, отсюда и название всей крыши. Такое решение обусловлено скорее дизайнерским и архитектурным вкусом, чем строительной необходимостью. Вальмовые крыши давно обрели популярность в Европе, со временем перекочевав и к нам. Любая вальмовая крыша своими руками чертежи которой вы найдете здесь или в других источниках, выглядит весьма эстетично за счет наклонов всех скатов. Эта же особенность помогает уменьшить сопротивление ветра со всех направлений, а значит. Крыша с вальмами станет надежнее, и служить без ремонта будет дольше.
Вальмовую крышу можно построить и без помощи профессионалов, даже имея самые примитивные навыки строителя. Единственная сложность – нельзя это сделать в одиночку, нужно будет 2-3 помощника.
Устройство крыши с вальмами
Схема вальмовой крыши. Которая лидирует у застройщиков, имеет четыре ската, из них два треугольных. Эти вальмы крепятся в торцах крыши дома, чтобы соединить карниз и коньковую балку. Передняя и тыловая вальмы строятся в виде трапеции (усеченный треугольник), у них бо́льшая площадь и увеличенный скат. Трапецеидальные вальмы скрепляют конек и карниз с оставшихся сторон. 
Также схемы крыш бывают полувальмовыми, и называются они голландскими. Полувальмы – это когда карнизы боковых скатов находятся выше фронтального и тылового скатов. Голландская крыша чаще всего возводится при оборудовании в мансарде жилой комнаты.
Привычная вальмовая крыша имеет в составе узлы и элементы, собирающиеся в единую конструкцию одним способом, и служащие каркасом для более сложных конструкций. На схеме ниже вальмовая конструкция состоит из таких элементов:
- Угловое стропило (позиция №1) устанавливается всегда под меньшим наклоном, чем промежуточные стропила. Для промежуточных и угловых стропил по бокам крыши используют доску размером 50х 15 см;
- Короткие стропильные балки (позиция №2) устанавливают на угловых стропилах. Угол наклона должен быть одинаковым с наклоном промежуточных стропил;
- Сечение конька (позиция №3) должно быть таким же, что и у самих стропил;
- Центральные промежуточные стропила (позиция №4) крепятся на углах коньковой балки с трех сторон;
- Промежуточные стропила (позиция №5) – это балки, которые соединяют коньковую балку и обвязочные доски, уложенные по верху крыши. Доски обвязки образуют карниз.
Более подробная схема устройства крыши с вальмовыми элементами – на рисунке ниже:
- Конек подпирается стойкой (позиция №1), которая крепится в месте соединения встречной пары стропил и балки конька. Стойки не всегда присутствуют в схеме крыши, но их аналоги должны присутствовать в схеме;
- Затяжка (балка потолочного перекрытия, позиция №2) –балка для скрепления стропил между собой;
- Кобылка (позиция №3) служит для продолжения свеса, балка кобылки крепится к стропилам. Свес нужен для защиты стен дома от дождя и снега;
- Ветровая балка (позиция №4) усиливает стропила с наветренной стороны дома. Эта балка может устанавливаться и с нескольких сторон;
- Нарожник (короткое стропило, позиция No5) крепят нарожник к угловой стропильной балке;
- Мауэрлат (позиция №6) – мощный деревянный брус, который служит основой любой крыши;
- Шпренгель (позиция №7) усиливает конструкцию крыши и уменьшает нагрузку на стены. Крепится по диагонали между углами дома на мауэрлате;
- Подкосы (позиция №8) могут крепиться к стропилам под разными углами. Их количество и угол крепления зависят от наличия или отсутствия мансарды;
- Диагональные (боковые стропила, позиция №9) устанавливаются с одного или с обеих торцов кровли;
- Прогон (позиция №10) – это шаг крепления стропил.
Как монтировать вальмовую конструкцию
Крышу с вальмами нужно собирать в определенной последовательности:
- Первый этап – разработка схемы;
- Согласно схемы рассчитываются параметры крыши – все ее размеры будут зависеть от ширины размеров наружных и внутренних несущих стен дома;
- Подготавливаются инструменты и материалы;
- Настил на стены слоя гидроизоляции под монтаж стропил;
- Размечаются точки крепления стропил на мауэрлате;
- Монтаж стропил и остальных элементов крыши согласно схеме;
- Настил кровли.
После обработки пиломатериалов и их просушки можно начинать монтировать крышу – крепить балки мауэрлата на несущие стены дома. Мауэрлат укладывается на гидроизоляцию, затем по нему размечаются точки установки и крепления стропильных балок. Брус мауэрлата укладываются на верхнюю поверхность стен или на брус, который заранее крепится немного ниже стен. 
Стойки крепятся к брусу перекрытия, в верхней части – к коньку. Также к коньковому брусу крепятся центральные стропила по торцам крыши. Делается разметка для монтажа промежуточных балок по фронтальному и тыловому наклону кровли, после этого крепят стропила, соединяющие углы дома и конек по диагонали. Возможно, в этом месте нужно будет ставить усиливающие стойки. 
На эти стропила крепятся короткие стропильные балки или нарожники с таким же шагом, что и промежуточные балки. В этом фрагменте крыши могут для усиления использоваться (в зависимости от схемы крыши) шпренгели, ветровая балка, кобылки и подкосы.
Кровля настилается в такой последовательности:
- На стропила крепится пароизоляция;
- На пароизоляцию крепится обрешетка;
- В межреечное пространство помещается утеплитель, и закрывается пленкой от ветра;
- Крепится контробрешетка.
О вальмовой крыше мы уже говорили в одной из прошлых статей на сайте. Там была описана конструкция крыши с опиранием стропил на мауэрлат. После опубликования статьи, я получил много просьб показать, как сделать вальмовую крышу с опиранием стропил на балки перекрытия, а также ответить на вопрос, можно ли сделать вальмовую крышу с разными углами наклона скатов.
Таким образом захотелось одним примером ʺубить сразу двух зайцевʺ. Сейчас мы рассмотрим конструкцию вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия и с разными углами наклона скатов.
Итак, допустим мы имеем коробку дома из теплоблоков (полиблоков) 8,4х10,8 метров.
ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлат (см. рис.1):
Рисунок 1
ШАГ 2: Устанавливаем длинные балки перекрытия сечением 100х200 см с шагом 0,6 метров (см.рис.2). На расчёте балок я больше останавливаться не буду.
Рисунок 2
Самыми первыми ставим балки, которые проходят строго посередине дома. По ним мы будем ориентироваться, устанавливая коньковый брус. Затем ставим остальные с определённым шагом. Например, у нас шаг 0,6 метра, но мы видим, что до стены осталось 0,9 метра, и могла бы поместиться ещё одна балка, а её нет. Такой пролёт оставляем специально для «выносо́в». Ширину его не стоит делать меньше 80-100 см.
ШАГ 3: Устанавливаем выноса́. Шаг их определяется при расчёте стропил, о котором чуть позже (см. рис.3):
Рисунок 3
Пока ставим только выноса, соответствующие длине конька, которая будет равна 5 метрам. Длина конька у нас больше разницы между длиной и шириной дома, которая составляет 2,4 метра. К чему это приводит? Приводит это к тому, что угловое стропило не будет расположено под углом 45° в плане (на виде сверху), а угол наклона скатов и вальм будет отличаться. У скатов уклон будет более пологий.
Выноса на мауэрлате достаточно закрепить гвоздями. К длинной балке перекрытия их крепим, например, так (рис.4):
Рисунок 4
Никаких запилов в этом узле делать не надо. Любой запил ослабит балку перекрытия. Здесь мы используем два металлических стропильных крепления типа LK по бокам и один большой гвоздь (250 мм), забитый насквозь через балку в торец выноса. Гвоздь забиваем самым последним, когда вынос уже скреплён с мауэрлатом.
ШАГ 4: Устанавливаем коньковый брус (см. рис.5):
Рисунок 5
Все элементы этой конструкции кроме подкосов выполнены из бруса 100х150 мм. Подкосы из доски 50х150 мм. Угол между ними и перекрытием не менее 45°. Мы видим, что под крайними стойками лежат брусья опирающиеся сразу на пять балок перекрытия. Делаем это для распределения нагрузки. Также для снижения нагрузки на балки перекрытия и передачи части её на несущую перегородку, установлены подкосы.
Высоту установки конькового бруса и его длину мы определяем для своего дома сами, делая предварительный эскиз на бумаге.
ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.
В первую очередь делаем шаблон стропил скатов. Для этого берём подходящую по длине доску нужного сечения, прикладываем её, как показано на рисунке 6 и делаем разметку с помощью небольшого уровня (линии синего цвета):
Рисунок 6
Высота бруска, который мы наложили на вынос для разметки нижнего запила, равна глубине верхнего запила. Мы её сделали 5 см.
По полученному шаблону делаем все стропила скатов, опирающиеся на коньковый брус, и закрепляем их (см. рис.7):
Рисунок 7
В подобных конструкциях, где стропила опираются не на длинные балки перекрытия, а на короткие выноса, мы всегда ставим под стропила над мауэрлатом небольшие подпорки, формируя как бы небольшой треугольник и разгружая узел крепления выноса к балке (см. рис.8):
Рисунок 8
Заносить эти подпорки дальше внутрь крыши и уж тем более ставить их на стык выноса с балкой не нужно. Через них передаётся большая часть нагрузки с кровли (это можно будет увидеть в расчётной программе) и балка перекрытия может просто не выдержать.
Сейчас немного о расчётах. Выбирая сечение стропил для данной крыши, мы рассчитываем только одно стропило – это стропило ската. Оно здесь самое длинное и угол наклона его меньше, чем угол наклона стропил вальм (пояснение – скатом мы называем скат крыши в форме трапеции, вальмой – скат крыши в форме треугольника) Расчёты производим во вкладке ʺСтроп.3ʺ. Пример результатов на рисунке 9:
Рисунок 9
Да, забыл сказать. Кто уже скачивал данную расчётную программу с моего сайта до 1 декабря 2013г. Там вкладки ʺСтроп.3ʺ нет. Для скачивания обновлённой версии программы снова зайдите на статью по ссылке:
Данная статья также была немного откорректирована благодаря отзывам некоторых читателей, за что им отдельное спасибо.
ШАГ 6: Добавляем выноса и крепим ветровые доски (см. рис.10). Выносов добавляем столько, чтобы осталось место для крепления углового выноса. Ветровые доски на углах пока просто сшиваем между собой, контролируя их прямолинейность. Проверьте визуально, не провисли ли углы. Если да, поставьте под них прямо с земли временные подпорки. После установки угловых выносов, эти подпорки убираем.
Рисунок 10
ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.
Для начала нам необходимо натянуть шнурку по верху балок перекрытия, как показано на рис.11
Рисунок 11
Теперь берём брус подходящей длины (сечение такое же как у всех выносов) и кладём его сверху на угол, чтобы шнурка была посередине него. Снизу на этом брусе карандашом отмечаем линии запилов. (см. рис.12):
Рисунок 12
Убираем шнурку и устанавливаем отпиленный по отмеченным линиям брус (см. рис.13):
Рисунок 13
Угловой вынос крепим к мауэрлату с помощью двух кровельных уголков. К балке перекрытия крепим его уголком на 135° и большим гвоздём (250-300 мм). Уголок 135° при необходимости подгибаем молотком.
Таким образом ставим все четыре угловые выноса.
ШАГ 8 : Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.
У вальмовой крыши, которую я описывал ранее, углы наклона скатов и вальм были одинаковые. Здесь эти углы разные и поэтому угловое стропило будет иметь свои особенности. Мы также делаем его из двух досок такого же сечения, что и стропила. Но доски эти сшиваем между собой не совсем обычно. Одна будет чуть ниже другой (примерно около 1 см, в зависимости от разницы углов наклона скатов и вальм).
Итак, в первую очередь на каждую сторону крыши натягиваем по 3 шнурки. Две по угловым стропилам, одну по среднему стропилу вальмы (см. рис.14):
Измеряем угол между шнуркой и угловым выносом – нижний запил. Назовём его «α» (см. рис.15):
Рисунок 15
Также отмечаем точку «В»
Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α
В нашем примере α = 22° и β = 68° .
Теперь берём небольшой обрезок доски с сечением стропила и запиливаем на нём один конец под углом β. Получившуюся заготовку прикладываем к коньку, совмещая одно ребро со шнуркой, как показано на рис.16:
Рисунок 16
На заготовке провели линию параллельную боковой плоскости соседнего стропила ската. По ней мы сделаем ещё один запил и получим шаблон верхнего запила нашего углового стропила.
Также когда мы прикладываем заготовку, нужно отметить на стропиле ската точку «А» (см. рис.17):
Рисунок 17
Теперь изготавливаем первую половинку углового стропила. Для этого берём доску подходящей длины. Если одной доски не хватает, сшиваем две доски. Сшить можно временно обрезком дюймовки длиной около метра на саморезы. Делаем по шаблону верхний запил. Измеряем расстояние между точками «А» и «В». Переносим его на стропило и делаем нижний запил под углом «α».
Устанавливаем полученное стропило и закрепляем (см. рис.18):
Рисунок 18
Скорее всего из-за своей длины первая половинка углового стропила будет прогибаться. Нужно примерно посередине поставить под него временную стойку. На моих рисунках она не показана.
Теперь изготавливаем вторую половинку углового стропила. Для этого измеряем размер между точками «С» и «Д» (см. рис.19):
Рисунок 19
Берём доску подходящей длины, делаем верхний запил под углом β, отмеряем расстояние «С-Д», делаем нижний запил под углом α. Устанавливаем вторую половинку углового стропила и сшиваем её с первой гвоздями (100 мм). Гвозди вбиваем в разбежку примерно через 40-50 см. Результат показан на рис.20:
Рисунок 20
Верхний конец второй половинки углового стропила нужно запилить ещё раз. Делаем это бензопилой прямо по месту (рис.21):
Рисунок 21
Таким же образом мы изготавливаем и устанавливаем три оставшиеся угловые стропила.
ШАГ 9: Устанавливаем стойки под угловые стропила. В первую очередь обязательно нужно поставить стойку упирающуюся в место соединения углового выноса с балкой перекрытия (см. рис. 22):
Рисунок 22
Если длина пролёта перекрываемого угловым стропилом (его горизонтальная проекция) больше 7,5 метров, ставим ещё стойки примерно на расстоянии ¼ величины пролёта от верхней точки углового стропила. Если пролёт больше 9 метров, добавляем стойки посередине углового стропила. В нашем примере этот пролёт равен 5,2 метра.
ШАГ 10: Устанавливаем два центральных стропила вальм. В начале 8-го шага мы уже натянули шнурки для их замера.
Делаем стропила таким образом – измеряем малкой угол нижнего запила «γ», вычисляем угол верхнего запила «δ»:
Замеряем расстояние между точками «К-Л» и делаем по нему стропило. Концы запиливаем по определённым нами углам. После этого верхний конец нужно ещё раз запилить (заострить его) с учётом угла «φ», который так же замеряем с помощью малки (см. рис.23):
Рисунок 23
ШАГ 11: Добавляем выноса на углы. Самые крайние выноса, которые не достают до мауэрлата, делаем облегчёнными, из доски 50х200 мм (см. рис.24):
Рисунок 24
ШАГ 12: Устанавливаем нарожники. Как изготавливать нарожники, я подробно описывал в первой статье про вальмовую крышу. Здесь принцип абсолютно такой же, поэтому повторяться не буду (см. рис.25):
Рисунок 25
К угловому стропилу нарожники крепим с помощью металлического уголка 135°, при необходимости подгибая его.
После установки всех нарожников, нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку. Об этом мы уже много раз говорили.
Строительство Х-образных (восьмискатных) крыш.
Строительство Т-образной крыши дома.
Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.
Г-образная крыша дома с равными фронтонами.
Шатровая крыша дома своими руками.
Смотрите, так можно «замедлить» Ваш электросчётчик в 2 раза! … Совершенно ЛЕГАЛЬНО! Нужно взять и в ближнюю к счётчику …
Загородные участки не отличаются большими размерами. Поэтому многие строят дома малой площади и увеличивают жилое пространство за счет создания на чердаке дополнительных жилых помещений. Это возможно, если правильно выполнить устройство стропильной системы вальмовой крыши.
1 Что представляет собой вальмовая кровля?
Такая кровля выполняется в виде четырех скатов. Два из них – это классические боковые в виде трапеции, и еще два треугольные на торцах крыши. В отличие от шатровой крыши, где все четыре ската сходятся в одной точке, у вальмовой имеется две вершины, соединенные между собой коньком.
Вальмовая крыша с четырьмя скатами
Именно боковые треугольные фронтоны, которые выполняются с уклоном, и называются вальмами. Двухскатная крыша также имеет треугольные торцевые фронтоны, но располагаются они строго вертикально, у вальмовой крыши эти скаты наклонены, что является отличительным признаком этого вида крыш.
Двускатная вальмовая крыша
Вальмовой крыша называется в том случае, если торцевые скаты, начинаясь от конька, доходят до наружной стены, то есть, до карниза. Но встречаются варианты, когда скат прерывается и в одном месте переходит в вертикальную плоскость. Тогда подобная крыша называется полувальмовой или голландской.
2 Узлы и элементы вальмовой кровли
По способу монтажа и использованию различного материала такие кровли можно отнести к разряду сложных конструкций. В целом конструкция вальмовой крыши состоит из мауэрлата, конькового бруса, стропил – угловых, коротких и промежуточных.
Мауэрлат – это деревянный брус, монтируемый по всему периметру дома на самом верху стен. Он служит для правильной передачи и распределения нагрузок, оказываемых ветром, снеговым покровом, весом кровли и самой стропильной системы на несущие стены здания. Этот элемент является связующей верхней обвязкой для стен, выполненных из штучных материалов – кирпича, бетонных блоков.
Мауэрлат вальмовой крыши
Для стен из бревна или бруса мауэрлат не устраивается. Его роль выполняют верхние венцы сруба.
Коньковый брус является тем главным элементом стропильной системы, который соединяет все скаты крыши в единую конструкцию. Он должен быть одинакового сечения со стропильными ногами. В противном случае в дальнейшем может возникнуть перекос всей стропильной конструкции и крыши в целом.
Угловые стропила, называемые по-другому накосными либо диагональными стропилами – базовые силовые детали, соединяющие углы коробки здания с коньковым брусом. Для их изготовления потребуется доска, равная по толщине коньковому брусу. Одним концом она крепится к коньку, вторым опирается на мауэрлат. В зависимости от проекта крыши используется различное количество таких стропил, но не менее четырех.
Угловые стропила вальмовой кровли
Короткие стропила могут быть различными по длине, но при сборке конструкции крыши они все выводятся под одним углом и располагаются параллельно промежуточным стропилам. Когда производится необходимый расчет их количества, прежде всего, учитывают площадь всей крыши. Одним концом короткие стропильные ноги соединяются с угловым стропилом, а другим опираются на наружную стену здания.
Центральные стропила устанавливаются верхним концом на коньковый брус, нижним опираются на несущие стены дома. Как правило, их расчет такой: три с одной стороны крыши и столько же с другой, но при конструировании стропильных систем для домов большой площади допускается увеличение их количества.
Центральные стропила вальмовой кровли
Промежуточные стропила – это элементы, одной стороной монтируемые на коньке, а второй опирающиеся на мауэрлат. На вальмовых скатах их обычно не используют, поскольку вся площадь закрывается короткими стропилами. Расчет сечения и количества промежуточных элементов производится исходя из несущей способности стропильной конструкции и вида кровельного материала.
При больших размерах здания потребуется установка дополнительных укрепляющих элементов в виде подкосов и вертикальных стоек, поддерживающих коньковый брус, и шпренгельных конструкций, чтобы исключить провисание диагональных стропил.
3 Виды вальмовых крыш
Стропильные системы в этих видах крыш выполняются в различных вариантах. Например, если вальмовый скат не доходит до конька, вследствие чего наверху образуется вертикальный маленький фронтон треугольной формы, то такая крыша носит название – голландская.
Голландская вальмовая крыша
Также выделяются шатровые кровли. У них все четыре ската одинаковой формы, а боковых фронтонов в таких конструкциях попросту нет. Вальмы в этом варианте представляют собой треугольные поверхности, уклон которых выполнен под одним углом с другими скатами. Как правило, используются такие системы для строений, имеющих в проекции площадь в форме квадрата. В группе вальмовых крыш есть полувальмовые мансардные кровли, четырехскатные, щипцовые, многощипцовые и двухскатные.
Шатровая кровля
Кроме этого, существуют ломаные кровли, состоящие из скатов различных размеров, угол наклона у которых разный. Подобные конструкции весьма сложны в устройстве, также сложно произвести и их расчет. Поэтому встречаются они нечасто, но нужно заметить, что они имеют очень привлекательный вид. Оценить эффектность крыш с ломаной конструкцией стропильной системы вы можете на видео, где также рассказывается об особенностях их сооружения.
4 Расчет вальмовых конструкций – угол наклона
Устройство вальмовых стропильных систем начинается с разработки их проекта. Правильный и грамотный проект позволит собрать крышу в короткие сроки. Оптимальный выбор угла наклона скатов определяется в зависимости от климатических условий:
- В регионе, где преобладает ветреная погода, угол наклона должен быть меньше, это позволит снизить нагрузку от ветра на крышу.
- При более снежных зимах угол наклона скатов, наоборот, увеличивают, чтобы лед и снег не скапливались на крыше.
Проект вальмовой стропильной системы
При выборе угла наклона стропил, соответственно, проводится и расчет необходимого количества материала. И если для обрешетки практически во всех случаях расчет производится исходя из общей площади кровли, то количество и сечение угловых и коротких стропил рассчитываются отдельно, в зависимости от выбранного типа крыши.
Кроме климатических особенностей региона, при выборе угла наклона учитывается тип кровельного материала:
- Если используется наборный материал, например, шифер или металочерепица, то чтобы не увеличивать нагрузку на стропила, угол лучше сделать не менее 22°.
- При использовании рулонных покрытий учитывается количество слоев. Чем их больше, тем меньше можно сделать наклон скатов.
- Устройство большего угла наклона скатов позволяет использование кровельного материала – профнастила, но в расчет при этом берется высота профиля. Угол наклона при этом может варьироваться в диапазоне от 20 до 45 градусов.
Выбор угла наклона кровли по материалу
Правильный расчет угла наклона крыши начинается с определения торцевой оси здания на верхней обвязке. После этого необходимо отметить середину конькового бруса, в этой точке будет располагаться центральная стропильная нога. Затем необходимо определить место расположения следующего промежуточного стропила, для чего отмеряется расстояние, соответствующее расчету распределения промежуточных стропильных ног. В большинстве случаев оно не превышает 70–90 см.
Длина стропил определяется так, чтобы их нижний конец выступал над наружной стеной на 40–50 см, а верхний упирался в коньковый брус.
Аналогичный расчет проводится на всех четырех сторонах крыши для вычисления расположения промежуточных стропильных ног на коньковом брусе. Пример их правильного расположения показан на фото.
5 Сборка стропильной системы
При проектировании вальмовых крыш можно использовать два вида стропил – висячие и наслонные. Висячие опираются только на стены здания, передавая все распорные нагрузки мауэрлату. Если предполагается устройство мансарды, то дополнительно потребуется установка стяжек из металла или дерева, которые укладываются на несущие стены здания и впоследствии служат основанием для устройства перекрытия. На фото видно, как устраиваются мансардные вальмовые крыши с висячей стропильной системой.
Мансардная вальмовая крыша с висячей стропильной системой
Наслонные стропила применяются, если для них есть опора в виде колонн или внутренних несущих стен. При конструировании системы допускается чередование двух типов стропил. Там, где внутренние стены исполняют роль опор, крепятся наслонные, а в других местах висячие.
Крепление стропил в основном осуществляется путем устройства запилов (седел). Но их глубина не может превышать четвертой части ширины стропильной доски. Для того, чтобы запил был одинаковым на всех ногах, необходимо сделать шаблон. Кроме этого, элементы стропильной системы крепятся с применением металлических уголков, саморезов, гвоздей. Крепление также может производиться скобами, болтами и шпильками.
Крепление элементов стропильной системы вальмовой крыши
При монтаже мауэрлата не забудьте проложить слой гидроизоляции по верху стен. Если стены выложены из кирпича, то в последних рядах кладки устанавливаются закладные детали для дальнейшего крепления мауэрлата. Подобные крепления могут быть изготовлены в виде вертикальных шпилек или болтов, устанавливаемых с шагом не больше полутора метров.
Вальмовые кровли – это сложные конструкции, но это нисколько не снижает их популярности. Несмотря на сложность возведения, они дают возможность устроить дополнительное жилое помещения в чердачном пространстве, а если провести качественное утепление мансарды, то можно эксплуатировать ее и в зимнее время.
Практически все загородные дома, построенные в европейском стиле, украшают вальмовые кровли. Такие сооружения отличаются надежностью и эстетичным видом. Если присмотреться, то по строению они походят на верхние части домов, которые с древних времен возводят в Японии и Китае.
1 Простые и сложные виды вальмовых кровель
Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.
Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.
Четырехскатная система - пример самой простой вальмовой крыши
Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.
Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.
2 Шесть основных частей стропильной системы
Надежность и длительность эксплуатации вальмовой крыше обеспечивают определенные узлы и элементы стропильной конструкции. Без них не обходится монтаж ни простых, ни сложных кровель вальмового типа.
- 1. Ребра (угловые, диагональные стропила) – формируют места стыка вальм и скатов-трапеций. Их монтируют под меньшим углом, чем промежуточные стропилины. В качестве материала для изготовления угловых и промежуточных стропил используют доску 50х150 мм.
- 2. Короткие стропила (нарожники) – одной стороной упираются в угловые стропилины, другой опираются на мауэрлат. Уклон нарожников такой же, как и у промежуточных стропилин.
- 3. Конек (верхнее горизонтальное ребро крыши) – отсутствует в вальмовой шатровой конструкции. В крышах сложных конфигураций количество коньков может быть увеличено до двух и более. В сечении конек должен иметь такой же размер, как и стропильные ноги.
- 4. Центральные стропилины (рядовые) – с обеих сторон конькового бруса стыкуются по три рядовых стропилины. Нижняя часть каждой упирается в мауэрлат.
- 5. Промежуточные стропильные ноги – верхняя часть элементов упирается в коньковый брус, нижняя – в основание.
- 6. Мауэрлат – фиксируется по периметру строения, служит опорой для стропильной системы.
Опорой для стропильной системы по всему периметру служит мауэрлат
Чтобы описанная в пунктах внешняя часть каркаса стропиловки приобрела необходимую прочность, в конструкции используются и другие немаловажные элементы. Например, устойчивость коньку, помимо стропильных элементов, обеспечивают стойки. Эти подпорные детали монтируются на лежень, они приобретают устойчивость за счет подкосов, которые еще и препятствуют прогибу стропил. Если на чердаке планируется обустройство мансардного этажа, то стойки могут быть заменены другими подпорными деталями.
Карнизные свесы способны продлить срок эксплуатации постройки. Удлиненные выступы крыши защищают стены и цоколь дома от намокания, причиной которого становятся косые дожди. В летний период карнизный выступ не позволяет проникнуть в дом солнечным лучам. Но чтобы его увеличить, к стропильным ногам монтируют детали, называемые кобылками.
Конструкция вальмовой крыши приобретает устойчивость к ветровым нагрузкам благодаря присутствию в стропильной системе ветровой балки. Данный элемент надежно соединяет стропила склонов крыши. Крепление доски выполняют под углом, от коньковой балки к мауэрлату, изнутри чердачного пространства. Чтобы снять нагрузку со стен в конструкции задействуют такие детали, как шпренгели, их монтируют к основанию по углам постройки.
3 Порядок возведения вальмовой четырехскатки
Вальмовую крышу начинают сооружать с обустройства мауэрлата, который монтируют на несущие стены по периметру постройки, и установки лежня. Если дом строится из дерева, то в качестве основания обычно выступает верхний венец сруба. Для бетонных и кирпичных построек мауэрлат может быть выполнен из железобетонных или деревянных балок, здесь все зависит от бюджета и несущей способности стен дома.
Лежень и мауэрлат изготавливают из бруса сечением 100х150, 150х150 мм.
Брус фиксируют с применением анкерных шпилек, их вмуровывают в кладку еще на этапе возведения стен. Лежень обустраивают по балкам перекрытия или на внутреннюю несущую перегородку дома, он необходим для установки опорных стоек. Правильность монтажа опор контролируют строительным уровнем или отвесом. Опорные элементы временно фиксируют с помощью подпорок и саморезов, на лежне их закрепляют с применением металлических накладок и уголка. Стойки монтируют в один ряд прямо под коньковым брусом с расстоянием друг от друга не более двух метров.
Если возводится вальмовая крыша-шатер, то опоры монтируют таким образом, чтобы они смогли образовать прямоугольник, который бы повторял форму периметра постройки. Для этого их устанавливают на одинаковом расстоянии от углов дома. Что касается высоты опорных элементов, то она определяется проектом кровли. Если в стандартной четырехскатной системе обустраивается один конек, то в шатровой конструкции поверх опор монтируют сразу несколько прогонов, которые формируют прямоугольник.
Как уже упоминалось выше, простая вальмовая крыша возводится за счет стропиловки наслонного типа, которая применяется в двускатных конструкциях. Процесс происходит по следующей схеме:
- 1. Из доски делаем шаблон, приложив ее поочередно к коньку и мауэрлату, на ней размечаем снизу и сверху запилы и выпиливаем их. Еще раз проверяем готовый шаблон, приложив к коньку в месте монтажа боковых стропилин, при необходимости выполняем подгонку элемента по месту. Если шаблон подходит, то по нему изготавливаем необходимое количество стропил. Затем монтируем к коньку и основанию (расстояние 0,5-1,5 м) с помощью металлических скоб или уголков и саморезов.
- 2. На следующем этапе по шаблону изготавливаем угловые стропильные элементы, но так как они будут испытывать повышенную нагрузку, то с целью упрочнения их делаем из двух одинаковых досок путем сращивания по толщине. Запилы в угловых элементах выполняем под углом 45 градусов. Верхнюю часть ребра монтируем на опорную стойку конька, нижнюю фиксируем на углу мауэрлата.
- 3. В промежутке между угловыми стропилинами на вальмовой кровле устанавливаем нарожники. Доску для них по толщине особо не выбираем, так как указанные элементы не будут нести существенной нагрузки. Первую половину нарожников выполняем по шаблону с запилом в верхней части, вторую половину изделий делаем в зеркальном отражении. Разметку нижней части нарожников проводим в ходе монтажа, по завершению обрезаем края, образующие свес, выравниваем их с помощью натянутого шнура.
Основанием для мауэрлата обычно служит верхний венец сруба
Внизу под угловые стропилины обязательно ставят подпорки (шпренгели), так как именно на их нижнюю часть будет идти большая нагрузка. Шпренгели монтируют подобно опорным стойкам на усиленное основание. С целью упрочнения боковых стропилин под ними монтируют подкосы, верхняя часть которых должна упираться в стропильную ногу, а нижняя в лежень.
4 Как правильно сращивать стропила по длине
Если сооружается вальмовая крыша сложной конфигурации, то за неимением досок подходящего размера кровельщикам приходится выполнять сращивание стропил по длине. Конечно же, на базе строительных материалов можно подобрать необходимый брус, но опытные строители знают, что одновременно с длиной увеличивается и толщина доски, тогда как в результате сращивания стропил удается добиться необходимой длины строительных элементов, не нарушая соотношения геометрических размеров.
Чтобы удлиненные детали смогли обеспечить нужную степень жесткости стропильной системе, необходимо определить, какие нагрузки воздействуют на различные области конструкции. Стыки могут располагаться только в местах с минимальным изгибающим моментом. Обычно таким местом является область возле конька. Опытные кровельщики знакомы с несколькими способами удлинения стропил, ведь использовать в строительной практике какой-либо один метод не получается. Причиной тому становятся следующие факторы:
- шаг монтажа стропилин;
- ограниченный запас материалов;
- тех. оснащение стройплощадки.
Самым распространенным способом наращивания стропильной ноги называют удлинение «встык». Подлежащие сращиванию элементы обрезаем под углом 900. Срез должен быть точным, что позволит исключить образование прогиба в месте стыка. Фиксируем стропилины с помощью накладок из дерева или металла и гвоздей, которые, во избежание растрескиваний древесины, вбиваем в шахматном порядке.
«Косой прируб» – этот метод сопряжения элементов выполняем, обрезав края стропилин в месте стыка под углом 450. В качестве крепежей используем болты с диаметром от 12 до 14 мм, которые монтируем в центре месте стыка. Если нет времени на обрезку материала, то стропильные элементы соединяем просто и быстро методом «внахлест», при этом нахлест может составлять до 1000 мм. Гвозди в брусья вбиваем по всей длине нахлеста в шахматном порядке, также для их сращивания могут применяться болты, их ввинчиваем в предварительно высверленные отверстия. Последний метод называют более надежным.
Четырехскатная вальмовая кровля позволяет обеспечить дому презентабельный внешний вид. За счет включения в проекты крыш мансардных и слуховых окон удается оживить и разнообразить конструкции. Главное, чтобы расчет стропильной системы был выполнен точно, тогда дом простоит много десятилетий.
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.
Вальмовая крыша - особенности конструкции
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.
Вальмовая крыша стропильная система 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 узлы вальмовой крыши
- Коньковый прогон - основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
- Диагональные (накосные стропила) - важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
- Стропила боковой крыши - выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
- Укороченные стропила (нарожники) - доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.
Схема вальмовой крыши
Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.
Вальмовая крыша стропильная система - схема соединения основных узлов конструкции
Виды вальмовых крыш
Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).
- Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.
Полувальмовая крыша (голландская)
- Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.
Датская полувальмовая крыша
- Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.
Пример дома с шатровой крышей
- Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.
Вальмовая крыша стропильная система 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 вальмовой крыши
При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.
В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.
Карта ветровых нагрузок регионов России
Так же немаловажным фактором при расчете уклона, является тип кровельного покрытия. Дело в том, что у некоторых из них есть рекомендуемое ограничение высоты угла, пренебрегать которым не следует. И так, чтобы не сделать ошибок ознакомьтесь с каждым из них:
- Шифер - рекомендуемый угол уклона 15º - 65° . Несоблюдение данных параметров может привести к попаданию влаги между стыками листов;
- Керамическая черепица - наилучший уклонный угол для скатов 35° - 65° . Пренебрежение рекомендуемого производителем уклона, приведет к возможности образования конденсата;
- Металлическая черепица - минимальный уклон для данного материала составляет 13° , максимальный производителями не устанавливается;
- Мягкая черепица - оптимальным размером уклона считается не меньше 15º . Монтаж кровли можно осуществлять при любом другом значении угла выше минимального;
- Ондулин - любой угол уклона не меньше 5° , от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
- Металлическая фальцевая кровля - должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.
Правильный расчет площади вальмовой крыши
Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши - это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.
Расчет площади вальмовой крыши
Если вы все же боитесь ошибиться, правильно произвести подсчет могут специалисты у которых вы будите приобретать кровельное материал, либо вы можете воспользоваться любым из удобных для вас он-лайн калькулятором, которых полно в интернете.
Точно указав все параметры будущей крыши они помогут все просчитать с точность до квадратного метра.
Расчет стропильной системы вальмовой крыши
Для точного расчета системы стропил необходимо воспользоваться приведенной ниже таблицей соотношения между длиной и их размещением.
| Соотношение угла ската крыши | Поправочный коэффициент для угловых стропил | Поправочный коэффициент для промежуточных стропил |
| 3:12 | 1.016 | 1.031 |
| 4:12 | 1.027 | 1.054 |
| 5:12 | 1.043 | 1.083 |
| 6:12 | 1.061 | 1.118 |
| 7:12 | 1.082 | 1.158 |
| 8:1 2 | 1.106 | 1.202 |
| 9:1 2 | 1.131 | 1.250 |
| 10:12 | 1.161 | 1.302 |
| 11:12 | 1.192 | 1.357 |
| 12:12 | 1.225 | 1.414 |
Исходя из вышеуказанной таблицы, длина стропильной ноги равна её произведению коэффициента и проекции. Применение таблицы поможет максимально точно произвести все необходимые вычисления.
Сам расчет осуществляется в следующей последовательности:
- Используя обычную рейку найдите заложение (горизонтальную проекцию) промежуточной стропильной ноги. Найдите в таблице ваш коэффициент уклона и умножьте на представленный коэффициент;
- От конькового прогона до места крепления нижней части стопильной ноги, измеряем длину стропила;
- Таким же способом, умножив поправочный коэффициент на заложение (горизонтальную проекцию), находим длину свеса стропил. Либо можно воспользоваться теоремой Пифагора (см.рис. 1).
- Теперь найдем длину угловых стропило. Наглядно это будет проще сделать воспользовавшись для этого приведенным ниже рисунком.
Вальмовая крыша стропильная система
Монтаж стропил вальмовой крыши
- Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
- Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
- Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.
- Следующим шагом будет установка стропил боковой крыши, шаг установки 600 мм ., такой шаг предпочтительней, так как большинство стандартного утеплителя имеют такую ширину. Действуем тут аналогичным способом. Нижняя часть с выемкой крепится к обвязочному брусу, для фиксации можно использовать металлические скобы либо уголки. Верхние концы соединяются над коньковым прогоном с помощью пластин. Чтобы стропила максимальной плотно прилегала к коньковому прогону изготовьте на ней небольшую врубку под прямым углом.
- Завершающим этапом является установка укороченных стропил (нарожников). Шаг их установки такой же 600 мм . Одна их сторона опирается на обвязочный брус, вторая соединяется с диагональной (накосной стропилой). Обратите внимание на установку центрального нарожника, который находится посередине вальмового ската. Дело в том, что он будет прилегать сразу к обеим ногам угловых стропил, поэтому торец его верхней части должен иметь двойной скос.
Установка укороченных стропил (нарожников)
Усиление каркаса
Для того чтобы придать конструкции большую жесткость, её нужно укрепить дополнительными угловыми раскосами и вертикальными стойками. Необходимое их количество рассчитывается исходя из величины максимальной нагрузки стропильной системы. В величину входит вес: кровельного пирога и покрытия, а так же масса снеговой и ветровой нагрузки.
После того, как вальмовая крыша стропильная система усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.
Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.
Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.
В чем достоинства вальмовой крыши?
Кровля защищает здание от проникновения неблагоприятных атмосферных явлений в помещения. Чтобы гарантировать надежность и прочность кровельных конструкций, необходимо правильно подобрать тип крыши и знать все ее конструктивные элементы. Нагрузку от покрытия и снегового покрова берет на себя стропильная система. Чаще всего вальмовая крыша становится наиболее оптимальным вариантом. Но что она из себя представляет?
Что такое вальма
Конструкция вальмовой крыши представляет собой четырехскатную систему. В центре которой находится конек или просто точка соединения скатов. Скат кровли – наклонная поверхность,
Лучше всего такой тип подходит для покрытия зданий, в плане приближенных к квадрату, то есть имеющих большую ширину. При возведении нет фронтонов, стены по всему периметру одинаковой высоты. Оптимальным значением угла наклона в градусах станет значение от 20 до 45.
Основными ее частями являются:
Конструктивные элементы вальмовой крыши
Устройство стропильной системы вальмовой крыши предполагает наличие следующих элементов:
Элементы вальмовой кровли - Стропильные ноги (стропила) – основные несущие конструкции (имеются только у прямоугольных вальм), представляют собой наклонные балки, опирающиеся одним концом на мауэрлат, а другим на коньковый ригель.
- Нарожники – стропильные ноги, опирающиеся верхним и нижним концом на накосные ноги. В качестве нижней опоры часто выступает и мауэрлат. Эти элементы являются основными конструктивными частями квадратной вальмовой кровли. При прямоугольной форме здания в плане используются совместно с обычными стропилами, шаг и сечение совпадают.
- Накосные ноги – диагональные стропила, образующие торцовые скаты. В нижней точке они опираются на угол здания. Имеют обычно большее сечение, чем рядовые стропильные ноги. На них опирают нарожники.
- Коньковый ригель – горизонтальная балка, располагающаяся в центральной части здания (отсутствует при квадратной форме строения). Конструкция вальмовой крыши предполагает наличие по нее стоек (при двускатной кровле опирание происходит на фронтоны). Является верхней опорой для наклонных балок.
- Мауэрлат – балка, устанавливаемая по обрезу стены с внутренней стороны. Обеспечивает нижнюю опору для стропил, равномерно распределяет по стенам вертикальную составляющую нагрузки и воспринимает горизонтальную (распор). В брусовом или бревенчатом доме мауэрлатом служит верхний венец стеновой конструкции.
- Подкосы – наклонные стойки, подпирающие стропила, накосные ноги или ригель. Промежуточные опоры позволяют уменьшить сечение несущих элементов. Стропильная система вальмовой крыши предполагает установку подкосов под углом 60 или 45 градусов относительно горизонтальной плоскости.
- Стойки – вертикальные промежуточные опоры.
- Шпренгели – горизонтальные балки, диагонально укладываемые в угол здания. Они обеспечивают опору под стойку, установленную для подпирания накосной ноги. Такая конструкция передает нагрузку на перпендикулярные стены и используется, когда нет возможности установить стойку на перекрытие. Например, посередине железобетонной плиты устанавливать опорную стойку нельзя, поскольку плита выдерживает определенную нагрузку, в которой главной составляющей является масса мебели, оборудования и людей.
- Схватка – горизонтальный элемент, который стягивает стропила не давая им разъезжаться, может располагаться в уровне мауэрлата или выше.
- Обрешетка – доски или бруски небольшого сечения, укладываемые перпендикулярно стропилам поверх них. Служат основанием для кровельного материала. Вальмовая крыша своими руками часто возводится с установкой разреженной обрешетки (через одну доску), но нужно помнить, что в особо ответственных местах (ендовы, карнизы) обрешетка выполняется сплошной.
- Контробрешетка – бруски или доски небольшого сечения. В конструкции кровли используются не всегда. Устанавливаются поверх стропильных ног, параллельно им под обрешетку. Нужны, чтобы приподнять обрешетку над утеплителем между стропилами, обеспечивая тем самым необходимый вентиляционный зазор.
- Кобылки – доски, прикрепляемые к нижнему концу стропил, обеспечивающие необходимый вылет карниза.
Некоторые из этих элементов отсутствуют в конструкции простой крыши, обязательными конструкциями для вальмы являются:
- нарожники;
- накосные ноги;
- мауэрлат;
- обрешетка.
Подготовительные работы
Перед тем как сделать вальмовую крышу, нужно принять несколько конструкторских решений, а именно:
Таблица расчета шага стропил вальмовой крыши - шаг стропил;
- сечение стропил и накосных ног;
- угол наклона кровли.
Шаг стропил зависит от назначения подкровельного пространства и ширины здания. Чем больше пролет стропильной ноги, тем меньше придется принимать шаг. Если пространство под крышей будет использовано как мансардный этаж или отапливаемый чердак, потребуется дополнительное утепление.
Утепление проводят с помощью трех видов материалов, в зависимости от которых подбирают шаг:
- жесткие плиты минеральной ваты – шаг стропил 58 или 118 см;
- пенополистирол (пенопласт или экструдированный) – шаг стропил – 60 см;
- пенополиуретан (пена) – любой шаг.
Схема установки стропил в соответствии с мансардными окнами Эти значения обусловлены удобством рабочих. Если принять шаг несущих конструкций 58 см при использовании минеральной ваты, то будет обеспечен удобный монтаж стандартных плит шириной 60 см.
Производитель рекомендует, чтобы теплоизоляционный материал был на несколько сантиметров шире, чем расстояние между стропильными элементами в чистоте, это обеспечит максимально плотное прилегание и предотвращение появления щелей и мостиков холода. Назначение размера 118 см предусматривает укладку плит в две полосы по ширине.
При применении пенополистирола стандартной ширины 60 см предусматривать установку с распором не требуется. Материал удерживается между несущими конструкциями за счет клея, специальных гвоздей и нижней обрешетки. Щели между деревянными элементами и плитами теплоизоляционного материала заполняют монтажной пеной или герметиком.
Пенополиуретан в виде пены снимает требования к шагу стропил. Материал может принять любую, заданную ему форму, что обеспечивает свободу действий в этом вопросе.
Если устанавливаются мансардные окна, их размеры также нужно учесть. Расстояние в свету между наклонными балками принимают на 4-6 см больше ширины окна. Если утепление крыши не предусмотрено, выбирают удобный шаг стропил, обычно это 1 метр.
Опирание накосных стропильных ног на шпренгель Сечение стропил принимается расчетом, но в общем случае можно указать следующие значения:
- 5х15 см для пролетов до 3 м;
- 5х20 см для пролетов до 4 м;
- 7,5х17,5 для пролетов до 5 м;
- 7,5х200 для пролетов до 6 м.
Значения приведены для шага стропил 0,9. При увеличении расстояния, требуется увеличивать и сечение. Сечение накосных ног тоже принимается чуть больше.
Монтаж
Вальмовая крыша своими руками – посильная задача, но нужно знать основные узлы соединения конструкций.
Соединение стропильных ног в верхней точке зависит от типа стропил. Они могут быть:
- наслонные;
- висячие.
Наслонные сверху опираются на ригель. Для этого в горизонтальной балке делается врубка. Крепление производят гвоздями.
Висячие стропильные ноги предусматривают отсутствие ригеля. Они чаще всего применяются при необходимости организации свободной планировки и отсутствие центральной стены. В этом случае опоры под местом соединения нет. Наклонные балки скрепляются между собой на гвозди. Дополнительно в месте соединения предусматривают деревянные накладки толщиной 22-25 см с обеих сторон стропильных ног. Эти накладки стягивают с помощью шпилек или болтов.
Чтобы выполнить закрепление стропил в нижней точке, в мауэрлате делается врубка. Наклонные элементы устанавливаются и закрепляются с помощью гвоздей или металлических уголков. Нарожники к накосным элементам присоединяются встык, в одном уровне.
Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам, старающимся сорвать ее, предусматриваются скрутки из проволоки, которые соединяют нижний конец стропил со стеной. В стену скрутка закрепляется на ерш (крепежное приспособление).
При строительстве стен из деревянных материалов вместо скруток можно применять скобы. Скрутки или скобы устанавливаются на каждую стропильную ногу или через одну.
Если построить стропильную систему правильно с грамотным подбором сечения и шага стропил крыша прослужит долгое время.
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.