Вальмовая крыша стропильная система. Элементы усиления вальмовой стропильной системы

Вальмовая крыша стропильная система. Элементы усиления вальмовой стропильной системы

Вышеперечисленные элементы являются базовыми, основными. Прочие элементы предназначены для усиления основных и применяются в ответственных постройках, например, для жилых домов:

1. Вертикальные стойки для подпора конькового бруса. Опираются на ригели (см. ниже), уложенные параллельно торцу дома или лежень, расположенный по продольной оси строения (если под ним — капитальная стена).
2. Ригели или затяжки. Связывают попарно стропильные ноги скатов. Служат опорой стойкам и диагональным подкосам (см. ниже). Могут служить балками перекрытия, если они встроены в мауэрлат или установлены непосредственно в продольные стены дома. Если затяжки расположить ближе к коньку, они станут основой потолка чердачного помещения.
3. Диагональные подкосы (раскосы). Применяют для увеличения жёсткости системы, если длина стропил более 4,5 м. Применение подкосов позволяет снизить сечение стропил, которые они усиливают.
4. Шпренгель. Балка, устанавливаемая в углах мауэрлата. Служит для монтажа стойки, подпирающей и усиливающей накосную ногу.
5. Ветровая балка. Служит для сопротивления деформации стропильных ног при порывистых, сильных ветрах. Крепится на стропила скатов изнутри, наискосок, с одной или обеих сторон — зависит от ветровой нагрузки в районе строительства.
6. Кобылка. Элемент меньшего сечения, чем сами стропила. Удлиняет ногу стропил для организации свеса кровли в случае, когда единый элемент не получается из-за ограниченной длины пиломатериала или из соображений экономии.

Расчет вальмовой крыши с чертежом. Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!

Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.

На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши  – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса. Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины.

Запил стропил вальмовой крыши. Диагональные стропила

Обустройство стропильной системы вальмовой крыши своими руками требует монтажа различных видов стропил, таких, как :

• накосные (диагональные балки, формирующие треугольный скат);
• центральные вальмовые;
• боковые;
• укороченные (нарожники).

Боковые стропильные ноги изготавливают из доски и устанавливают аналогично элементам обычной скатной кровли с висячей или наслонной конструкцией. Центральные вальмовые стропила представляют собой наслонные элементы. Чтобы сделать нарожники, применяются бруски или доски, которые крепятся к диагональным балкам и мауэрлату.

Как сделать стропила для вальмовой крыши? Чтобы правильно смонтировать данный вид кровельной конструкции, требуется точно рассчитать сечение и угол наклона накосных балок. Размеры элементов зависят от длины перекрываемого пролета. Важно соблюсти симметричность при монтаже диагональных стропильных балок, в противном случае под нагрузкой крыша может деформироваться .

Изготовление стропил под заданный размер

Использование унифицированных пиломатериалов для изготовления различных элементов стропильной системы позволяет оптимизировать затраты на строительство и упростить вычисление и монтаж узлов крыши. В частности, при необходимости сделать стропильные ноги определенного сечения и длины может использоваться цельный брус, его отрезки или доски.

Чтобы изготовить своими руками жесткую балку, применяется метод сплачивания досок – они соединяются широкими сторонами и пробиваются в шахматном порядке гвоздями. Длинную балку заданного сечения можно делать из четырех и более правильно сплоченных досок – соединенных между собой со сдвигом на половину длины доски. Такая балка отличается высокой прочностью и может использоваться как диагональная стропилина.

Решая вопрос, как удлинить стропила, можно применить метод вкладыша. В этом случае между двумя досками укладывается третья, выступающая на определенную длину. Чтобы соединить доски используются гвозди, вбитые в шахматном порядке. Важно не только тщательно выровнять доски, но и вложить в пустующий промежуток между крайними элементами фрагменты доски (вкладыши), соответствующие по толщине центральной доске. Данный метод позволяет делать наращивание в длину стандартных стропильных ног (не вальмовых).

Принципы крепления стропил

Чтобы обеспечить надежность стропильной системы, возводимой своими руками, необходимо заранее определиться с тем, как крепить стропила в коньке и к опоре крыши. Если предполагается сделать крепление, которое предотвратит деформацию крыши при усадке здания, необходимо вверху скрепить стропила между собой болтом с гайкой или шарнирной пластиной, а внизу установить специальный крепежный элемент – скользящую опору.

При строительстве стропильной системы для обеспечения надежности конструкции важно следить за каждой деталью. Особенное внимание уделяют узлу крепления стропилины к мауэрлату. Именно в этом месте передается основная часть нагрузки на несущие стены. При этом важно не только как закрепить, что использовать, но и точность запила. Ведь если доска будет не полностью опираться, тогда она может сломаться и привести к обрушению крыши. В статье рассмотрим как запилить стропила и какие способы для этого существуют.

В зависимости от конструктивного решения, наличия внутренних стен и расчетной нагрузке применяют различные виды крепления. Каждое из них подразумевает собственный вариант подготовки стропил для стыковки с мауэрлатом. Ниже перечислены три основных способа крепления:

• жесткий;
• наслонный;
• скользящий.

Последний вариант рассматривать не будем, так при его применении делать запилы не потребуется. Обычно его используют при устройстве крыши на домах из бруса. Он больше всего подходит, так как стены из дерева со временем дают усадку. Из-за этого стропильная система может изменить геометрию и появятся течи.

В остальных вариантах придется делать точные запилы. Понадобятся точные измерительные приборы, строительный карандаш и электрическая или бензопила.

Прочности крыши зависит не только от того как правильно были сделаны запилы. Примите во внимание следующие советы:

1. Для стропил подбирайте качественные материалы, так как, даже если сделаете точные запилы, брусок может не выдержать нагрузки. Тут нельзя экономить, так эта деталь принимает все нагрузки на себя.
2. Места крепления с мауэрлатом должны быть без дефектов древесины, например, сучков. Хотя они и прочнее древесины, но вокруг образуются завихрения, которые при малейшей нагрузке ломаются.
3. При устройстве крыши не стесняйтесь обращаться за помощью, так как это опасное и ответственное дело.

Грамотно выполненный узел примыкания стропильной ноги и мауэрлата гарантирует долгий срок службы конструкции.

Вальмовая крыша с разными углами скатов. Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы

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

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

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

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

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

Стрелками показаны нижние предельные границы уклона для. Первые три пункта нас вне интересуют – они относятся к плоским крышам.

№	Величина уклона	Тип применяемого покрытия (минимальный уровень уклона)
4	≈ 9° 1:6,6 или 15 %	Рулонные битумные материалы – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование определенных типов профнастила или металлочерепицы (в соответсвии с параметрами, установленными производителем).
5	≈ 10° 1:6 или 17%	Асбестоцементный волновой шифер усиленного профиля. Еврошифер (однулин).
6	≈ 11÷12° 1:5 или 20 %	Мягкая битумная черепица
7	≈ 14° 1:4 или 25 %	Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица.
8	≈ 16° 1:3,5 или 29 %	Металлическая кровля с фальцевым соединением.
9	≈ 18÷19° 1:3 или 33 %	Шифер асбестоцементный волновой обычного профиля
10	≈ 26÷27° 1:2 или 50 %	Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, композитные полимербетонные, сланцевые плитки.
11	≈ 39° 1:1,25 или 80 %	Кровельное покрытие из дранки, щепы, натурального гонта. Камышовая кровля

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

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

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

h = d × tg α

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

Безусловно, внешне вальмовая крыша выгодно отличается: в сравнении с другими видами она выглядит более презентабельно. Главное достоинство вальмовой кровли – надёжность, которую обеспечивает четырёхгранная стропильная система.

Соорудить такую крышу можно самостоятельно при условии: обязательно необходимы знания геометрии и абсолютная точность при замерах и монтаже.

Вальмовая крыша пошаговая инструкция. Что представляет собой вальмовая крыша

Самая незамысловатая вальмовая крыша выполнена в виде каркаса с четырьмя скатами: двумя треугольными торцевыми, называемыми вальмами, и двумя фронтальными трапециевидными плоскостями. Все скаты укладываются от конькового элемента до карниза, при этом большей площадью и длиной ската обладает фронтальная поверхность.

Помимо стандартного исполнения, существуют полувальмовые кровли, применяемые, как правило, для создания дизайна в голландском стиле. Этот вариант предусматривает монтаж карнизов фронтальных скатов существенно ниже торцевых. Такую крышу целесообразно возводить при обустройстве мансардного помещения в качестве жилой площади.

Все четыре ската вальмовой крыши сходятся на коньковом брусе, который имеет меньшие размеры, чем на двухскатных кровлях

Монтаж вальмовой крыши осуществляется на основе сборки узлов и элементов, которые присутствуют и в конструкциях более сложных кровель.

Основной каркас конструкции собирается из следующих элементов:

1. Для изготовления боковых стропил и промежуточных систем заготавливаются доски сечением 50×150 мм. При устройстве конструкции следует помнить, что крайние стропила должны иметь в вершине меньший угол, чем промежуточные.
2. Установку коротких стропильных ног выполняют к угловому стропилу, а не к коньку, при этом их угол наклона должен быть таким же, как и у промежуточных деталей.
3. Для коньковых элементов подбирают материал того же сечения, что и для стропил.

В каркасе вальмовой крыши принято выделять центральные и промежуточные стропила. Центральными называются элементы, стыковка которых выполняется на углах конькового бруса с трёх сторон. Промежуточные стропила находятся между центральными и соединяют конёк с мауэрлатом, образуя карниз.

Центральные стропила сходятся на коньковом элементе с трёх сторон

Дополнительными, но не менее важными при строительстве вальмовой крыши являются следующие факторы:

1. Для поддержки конька в местах соединений двух стропильных деталей и коньковой балки обычно ставится стойка. Если под кровлей будут устраиваться жилые помещения, то стойки можно заменить подпорками, а в некоторых случаях вообще убрать.
2. Для упрочнения конструкции стропил применяется затяжка, которая, как правило, одновременно является балкой перекрытия.

   

   Затяжки укрепляют стропильную ферму и одновременно являются балками перекрытия

3. Верхняя часть стен и промежуток подкровельного пространства надёжно защищается от попадания осадков благодаря увеличенному свесу за счёт монтажа к ногам стропил «кобылок».
4. С ветреной стороны постройки к стропилам крепится ветровая балка, при необходимости её монтаж допускается на обоих скатах трапециевидной формы.
5. Вальмовая кровля — единственная конструкция, которая оборудуется нарожником или короткой стропильной ногой, установленной к угловому стропилу.
6. Мауэрлат, будучи необходимой деталью любой стропильной системы, в вальмовой кровле сооружается в виде бруска и крепится по периметру всего здания.

   

   Мауэрлат закрепляется на верхнем торце несущих стен по всему периметру здания и служит для связи каркаса дома с кровельной системой

7. Чтобы снять нагрузку, оказываемую на стены, и придать системе большую жёсткость, между двумя соседними элементами мауэрлата укрепляется диагональная перемычка — шпрендель.
8. Угол наклона подкосов выбирается в зависимости от того, будет ли мансардное пространство оборудовано под жилплощадь.
9. Диагональные стропила вместе с ребром могут монтироваться как с одного торца кровли, так и с двух её сторон, при этом выбор зависит от возводимой конструкции.
10. Прогон — промежуток между точками крепления стропил к коньку, величина которого определяется от вида материала и того, какая нагрузка воздействует от снежных масс на дом в регионе строительства.

Стропильная система вальмовой крыши с эркером. Стропильная система вальмовой крыши: основные элементы

Каркас вальмовой крыши представляет собой коньковый брус и систему различных стропил. Беря во внимание то, что скаты и вальмы имеют разный уклон, различают несколько видов стропильных ног. К основным составляющим конструкции относят:

• угловые стропила (накосные) – основные несущие элементы конструкции, расположенные по углам каркаса. Накосные стропильные ноги имеют меньший уклон относительно других промежуточных стропил;
• центральные стропила – они крепятся к концам конькового бруса: с каждой стороны по три элемента. Их называют центральными промежуточными стропилами;
• промежуточные стропила – располагаются между центральными стропилами, берут начало от обвязки и заканчиваются на коньке;

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши

• короткие стропила (нарожные) – элементы крепятся одним концом к накосным стропилам, другим – к обвязке. Нарожные стропила отличаются по длине, но имеют одинаковый уклон;
• коньковый прогон – горизонтально расположенный ригель, служащий верхней опорой для накосных и центральных стропил;
• мауэрлат – брус, закрепленный сверху наружных стен. Он служит для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки стропильных ног. Мауэрлат является своего рода основанием стропильной системы и связывает каркас крыши со стенами дома. Так как площадь крыши большая, такая привязка позволяет крыше не «улететь» при сильных порывах ветра;

• подкос – наклонный брус, применяемый в качестве подпорки для стропил большого пролета, воспринимающий горизонтальные нагрузки. Используя подкосы можно перекрывать существенно больший пролет и экономить сечение основных несущих балок. В конструкции вальмовых крыш угол наклона подкосов составляет 45 или 60 градусов;

Стропила кровли вальмовой конструкции

• бабака – вертикальная опора, на которую опираются стропильные ноги;
• затяжка – деревянный брус, выполняющий роль дополнительной опоры для стропильных ног и не дающий им разъезжаться. Для затяжки обычно используют брус меньшего сечения, чем для стропил;
• шпренгель – горизонтальные элементы, укладываемые по диагонали в углах стен. Шпренгель выполняет роль опоры под стойку для накосных стропил. Такой элемент используется в случае, когда нет технической возможности установить стойку на перекрытие;
• обрешетка – слой досок небольшого сечения, которые укладываются перпендикулярно поверх стропил. Выполняет роль основы под кровельное покрытие. Доски обрешетки укладывают с небольшим шагом (примерно в одну доску). В местах расположения ендовы или карниза обрешетку выполняют сплошной;
• контробрешетка – элементы, устанавливаемые поверх и параллельно стропилам до обрешетки. Служат для создания вентиляционного зазора между обрешеткой, гидроизоляцией и кровельным материалом;
• кобылка — небольшой отрезок доски, с помощью которого удлиняют стропильную ногу для создания карнизного свеса. Он предназначен для отвода дождевой и талой воды от стен дома, а также защиты цоколя и откосов от косого дождя.

Видео ВАЛЬМОВАЯ КРЫША. Стропильная система. Конструктив. "Строй и Живи"