Как крепить стропила к вальмовой крыше. Запил стропил вальмовой крыши
Сделать вальмовую 4х скатную крышу сложнее обычной классической двускатной, однако и смотрится такая крыша гораздо интересней не только на доме, но и на любой постройке, беседке. К тому же защита от осадков и ветров у такой конструкции крыши выше обычного. Так что если у Вас есть хоть небольшой опыт сооружения стропильных систем, то вы легко разберетесь как делается , а мы в этом поможем нашими советами.
Для вальмовой крыши существует 2 основных варианта сооружения стропильной системы. Это с опиранием стропил на мауэрлат и на балку. Очень много споров идет по каждому из методов. Сразу скажем, что рекомендуемый нашим порталом «Строительство и ремонт» способ с опиранием на балку проще и легче. Почему именно он более популярен, и имеет больше преимуществ, разберем ниже.
Особенности крепления стропил на балки
Стропильные системы бывают 2х базовых видов: наслонная и висячая. Подробнее о каждой из них обзор Виды стропильных систем для двускатной крыши. Для вальмовых крыш стропильные системы аналогичны, хоть и имеют дополнительные элементы.
Крепление стропил к балкам чаще всего применяется для возведения легких крыш мансардного типа.
Сделать каркас кровли с опиранием на балки – это самый легкий способ возведения крыши. Чаще всего он применяется в деревянных домах из бруса/бревна или при наличии вверху стены монолитной балки из бетона, поскольку такие стены будут равномерно распределять нагрузку от крыши за счет материала.
В домах кирпичных и т.п. вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия будет давать неравномерную точечную нагрузку на стены, и очень быстро стены начнут разрушаться, трескаться и крошиться.
Но выйти из этой ситуации легко: необходимо произвести укладку мауэрлата, а сверху на него крепить балки перекрытия. Стены разрушаться не будут, поскольку мауэрлат распределит давление крыши.
Кроме того нерационально врезать стропила в мауэрлат, поскольку это снизит его прочность.
Способы крепления стропил к балкам
Крепить стропила к балкам можно разными способами. Главное требование, чтобы крепление было прочным, и элементы не соскальзывали.
Способ 1. Пазы с шипами. При этом способе в каждом элементе вырубается соответствующие пазы и шип посередине, который не дает стропилам сдвигаться в стороны.
Способ 2. Металлическое крепление. Это может быть болт и гайка. С нижней стороны балки делается треугольный вырез под местом крепления стропил. Просверливается стропила с балкой так, чтобы отверстие вышло в сделанный вырез. И через него продевается болт с фиксацией гайкой.
Следует отметить, что чаще всего используют первый способ, поскольку металлическое крепление снижает устойчивость стропильной системы. Поэтому предпочтение отдается соединениям с шипом/зубом/упором.
Вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия будет устойчивее, если использовать крепления не с 1 зубом, а с двумя. Особенно необходимы такие крепления, если крыша имеет пологий угол скатов, подвержена повышенным климатическим нагрузкам. Такой вид крепежа улучшает сцепление элементов, повышает площадь соприкосновения, а также прочность всего узла. Для крутых кровель достаточно крепления с 1 шипом.
Совет: все пазы и гнезда чтобы балку не ослаблять должны вырезаться на 1/3-1/4 глубины балки. А чтобы не было скола врезка делается на 25 и более сантиметров от края.
Но не стоит думать, что пазы сами по себе удержат стропила, всё равно потребуется дополнительные металлические крепежи. Это могут быть гвозди, хомуты, накладки.
Другие виды крыш можете изучить в нашем обзоре Какие бывают крыши по конструктивному решению.
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 …
Если вы сейчас подошли вплотную к вопросу выбора конструкции стропильной системы, первым делом вам нужно решить, как именно вы будете передавать нагрузку от крыши – к дому. Например, в классической схеме устройства стропильной системы стропила равномерно опирают концами на стены или мауэрлат, по всему периметру или с двух сторон, смотря какая форма скатов. Но нередко сегодня стропила крепят прямо на балки перекрытия чердака, а не на мауэрлат, и у такой технологии есть свои ценные преимущества.
А как правильно установить стропила крыши на балки перекрытия, какие существуют технические решения и как выполнять такие узлы крепления – мы сейчас расскажем.
Когда стропила выгодно опирать на балки?
Конечно, строительство крыши с мауэрлатом более понятно и логично, т.к. такой способ практикуется уже очень давно и изучен, а вот опирание стропил на балки вам нужно изучить, и так много полезной информации, как предоставляет наш сайт, вы не найдете нигде.
Но когда нужна такая стропильная систему и к чему такие сложности, спросите вы? Смотрите, подход незаменим, когда:
- у строительного объекта достаточно хрупкие стены и на них сложно уложить мауэрлат;
- на старом доме заново перестраивается крыша, а лежень уже старый;
- стропильная система достаточно сложна и ей необходимы промежуточные опоры, а внутри дома таких нет;
- для того, кто строит дом, этот метод сам по себе кажется более приемлемым.
А еще настоящую мансардную крышу трудно представить без опоры стропил прямо на балки за пределами стен:
Убедили? Поверьте, у такой технологии столько же преимуществ, как и у классической.
Как создать надежное основание для стропил?
Первый шаг, который вам нужно сделать – построить прочное основание для таких стропил. Например, если у балок перекрытия нет никакой подпорки (хотя бы в виде промежуточной стены дома), тогда стропильные фермы на ней нужно организовывать только по принципу висячих. Если же опора есть, стропила можно смело опирать прямо на балку без каких-либо вспомогательных элементов.
Говоря простым языком, если балка в чердачном перекрытии установлена надежно и имеет свои опоры, то на нее можно установить и стропила, а если всего этого нет, тогда стропила есть смысл крепко соединить с самими балками и подвесить как единую систему. В противном случае перед строительством крыши вам нужно подпереть балки изнутри помещения, для чего существует три разных строительных способа:
- Самая простая классическая подпорка состоит из затяжки, одной подбалки и подкосов. Затяжка подвешивается посередине. Такие подвесные системы применяются сегодня чаще всего при больших пролетах.
- Двойная подпорка состоит из затяжки, подвесок, двух подкосов и ригеля, который служит распоркой между досками.
- Существует даже тройная подпорка, которая представляет собой отдельные три подвесные системы, или одну двойную подвесную систему и одну простую. Это уже сложная стропильная система.
Вот как выглядят такие системы:
Идеально, если вы также сможете рассчитать такие балки на прогиб и растяжение, насколько они готовы удерживать на себе всю крышу. Для этого существуют специальные онлайн-калькуляторы и формулы, хотя также будет достаточно для собственного спокойствия пригласить опытного плотника.
Способы соединения стропил с балками
Итак, у вас есть два основных пути:
- Установить сначала балки перекрытия, вмонтировав их в стены, тем самым создав наслонную стропильную систему.
- Собрать стропильные фермы на земле и поднять на крышу готовыми, при этом нижняя затяжка ферм будет одновременно служить опорой-балкой для будущего чердачного перекрытия.
В каждом из этих способов есть свои плюсы-минусы, но способы крепления используются разные – для ферм обычно идет крепление металлическими или деревяннымми пластинами, а для сборки на крыше – скалывание и врубка на шип.
Висячие стропила: затяжка и балка в одной роли
Если речь идет о небольшом строительном объекте, как гараж, баня или бытовка, то достаточно просто изготовить стропильные фермы на земле, и уже потом поднять их на стены постройки, закрепив на специальных штырях мауэрлата. Здесь балки перекрытия – неотъемлемая часть самих ферм, и этот тот самый случай, когда затяжка в ферме служит также опорой чердачного перекрытия.
А вот как это реализуется на практике:
А вот о вариантах, когда стропила именно опираются на балки перекрытия, а не создают с ними единую систему, мы разберемся сейчас детальнее.
Наслонные стропила: опора на балки в нескольких точках
Вот современный мастер-класс строительства классической крыши для мансарды, в которой стропила опирают на балки перекрытия прямо на крыше, а не строят фермы на земле:
Здесь балки перекрытия – уже не часть единой стропильной фермы, а самостоятельный элемент, на который опирается вся стропильная система. Причем опирание происходит не только по бокам балки, но и по всей ее длине.
Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?
Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.
Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.
Соединение стропила с балкой без врубки
Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:
- Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.
- Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.
- Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.
Вот как это выглядит на практике:
Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:
В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:
Виды врубки стропильной ноги в балку перекрытия
Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая, вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.
Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).
А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.
При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:
Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.
В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.
И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.
Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:
Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.
Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой
Давайте рассмотрим способы соединения стропила с балкой перекрытия:
Одно из самых надежных – это болтовое соединение, где используется комплект из болта, гайки и шайбы. Итак, делайте все шаг за шагом:
- Шаг 1. На выступающем конце балки с ее тыльной стороны сделайте треугольный вырез так, чтобы его гипотенуза оказалось под углом таким же, как угол наклона стропил.
- Шаг 2. Вот под этим же углом запилите нижнюю часть стропильной ноги.
- Шаг 3. Установите стропила резом прямо на балку и зафиксируйте гвоздями.
- Шаг 4. Теперь выстрелите сквозное отверстие для болта.
- Шаг 5. Наденьте болт и зафиксируйте узел гайкой.
Еще один вполне приемлемый вариант – закрепить стропило и балку специальным металлическим крепежем:
А вот пример изготовления деревянного крепежа для такого же узла:
По возможности зафиксируйте такие стропила на балках кованой проволокой на специальном анкере, который монтируется в стену.
Дополнительная конструкция «стул» для подпорки стропил на балках
Порой установка стропил на балки перекрытия представляет собой достаточно сложную затею, в которой сами балки на все 100% служат опорой для всей крыши, и важно все это провернуть максимально грамотно.
Для того, чтобы сама стропильная а практике оказалась достаточно прочной и надежной, в качестве опорных элементов используется так называемый «стул». Это те стропильные детали, которая связывают между собой все элементы, и в разрезе действительно все это выглядит, как четыре ножки табуретки:
По сути, «стул» – это подкосы, которые поддерживают прогон на всю его высоту. Т.е. такой «стул» обычно содержит в себе вертикальные стойки, наклонные стойки и короткие подкосы. Своим нижним концом стойки стул врубается в нижний пояс стропильной системы или лежит перпендикулярно, либо сразу же – в балки перекрытия. Такие стулья также есть разных видов, в зависимости от того, опираются они на прогоны-балки или прямо на стропила.
Вот хороший пример из этой серии:
А вот это уже пример необычной конструкции стропильной системы, в которой сами стропила опираются на балки перекрытия на вдоль, а поперек, и хороша видна структура так называемых стульев-подпорок:
Комбинированная система: чередуем опирающиеся стропила
Сегодня практикуется и такой вариант крыши, которая состоит из несколько особо прочных ферм, расположенных на расстоянии 3-5 метра друг от друга, и промежуток между ними заполняют строительными парами.
Говоря простым языком, на крыше устанавливают несколько мощных главных ферм, две или три, и они на себе удерживают весь прогон. А уже в пространстве между главными фермами на такие прогоны опираются обычные стропила, по более простой схеме.
Т.е. здесь на балки перекрытия опираются далеко не все стропила, а лишь некоторые, а остальные опираются на мауэрлат. Таким образом замечательно распределяется вся нагрузка! И концепция такой системы проста: главные фермы делаются по схеме висячих стропил, а второстепенные стропильные ноги – по принципу наслонных, опираясь при этом уже только на лежень:
По сути, весь секрет такой комбинированной системы в том, что здесь прямо на треугольные шарнирные арки укладываются наслонные стропила. Таким хитрым путем из висячих стропил полностью исчезают изгибающие напряжения, и остаются только растягивающие. А это говорит о том, что здесь можно существенно уменьшить сечение стропильных элементов. Другими словами – сэкономить!
Как вы уже наверняка догадались, в вашем случае способ опирания стропил на балки перекрытия будет зависеть от того, какой объект вы строите: гараж, баню, дачный домик или целый загородный комплекс. В любом случае все эти методы проверены, активно применяются сегодня на практике и заслуживают внимания не меньше, чем более привычное использование классического мауэрлата.
-
Опирание стропил - на балки перекрытия или на мауэрлат
- Регистрация: 28.01.11 Сообщения: 196 Благодарности: 163
- Регистрация: 06.12.09 Сообщения: 80 Благодарности: 7
- Регистрация: 06.12.09 Сообщения: 80 Благодарности: 7
- Регистрация: 09.06.12 Сообщения: 1.114 Благодарности: 3.262
- Регистрация: 06.12.09 Сообщения: 80 Благодарности: 7
- Регистрация: 02.07.13 Сообщения: 325 Благодарности: 198
- Регистрация: 02.07.13 Сообщения: 325 Благодарности: 198
- Регистрация: 06.12.09 Сообщения: 80 Благодарности: 7
- Регистрация: 06.12.09 Сообщения: 80 Благодарности: 7
- Регистрация: 13.05.12 Сообщения: 755 Благодарности: 437
- Регистрация: 26.07.08 Сообщения: 16.114 Благодарности: 4.832
- Регистрация: 12.08.09 Сообщения: 640 Благодарности: 260
Многие владельцы участков перед строительством задумываются о том, как соорудить жилье, дачу или иной объект не только функциональным, но и эстетически красивым. Вальмовая крыша подходит для создания жилой или нежилой мансарды и придания красоты объекту. В этой статье рассказывается, как сделать систему из стропил, учесть все нюансы при расчетах и произвести монтаж без ошибок.
Стропильная система вальмовой крыши сложная, но когда она готова, то результат того стоит
Особенности и конструкция вальмовой крыши разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша, чаще всего, состоит из четырех скатов. Они выстраиваются под наклоном по внешним стенам строения. Две части – боковые, как у стандартных крыш, и оставшиеся две устанавливаются между ними. В такой конструкции две вершины (вместо стандартной одной), которые соединяет конек.
Вертикальные скаты, по форме – треугольники, и называются вальмами. Другие два фронтона, установленные по более длинным сторонам объекта, трапециевидной формы.
Вальмовая кровля имеет характерные особенности:
высоки показатели прочности;
долговечность;
благодаря оригинальной и обтекаемой форме, получается защита от ветров.
Такая крыша идеальна для организации жилого пространства в чердачной части дома. Сделать мансардные окна на ней проще.
Вальмовые крыши это не один шаблон для всех – для каждого дома подбирается индивидуальный проект
Голландская вальмовая крыша
Когда длина вальмы менее других боковых скатов, такую модель называют голландская (или полувальма). Эта форма выдерживает сильные порывы ветра и не накапливает снеговые осадки.
Голандская вальмовая крыша подойдет для местности с суровым климатом
Датская кровля
Отличается тем, что здесь полувальма – это нижняя часть треугольника полноценной вальмы, а верхнюю часть треугольника используют под стекло.
В верхней части вальмы оставляют небольшой зазор для окошка
Шатровая вальмовая крыша
Такая модель имеет одну вершину, которая соединяет четыре равные части крыши. Внешне по своей форме шатровый вариант схож с пирамидой.
В шатровом типе крыши – все четыре треугольника отходят с одной точки вершины
Ломаные крыши
Такие эффектные и сложные по созданию крыши самому рассчитывать и устанавливать (без проф. подготовки) не рекомендуется. Они состоят из большого числа скатов, которые размещаются под различными углами наклона.
Видео описание
Устройство сложной вальмовой крыши на доме из газобетона показано в видео:
Вальмовая крыша: устройство, узлы и усиление вальмовой крыши
Устройство вальмовой крыши в основе своей состоит из двух элементов: каркаса из стропил и мауэрлата. Соединенные в единую систему бревна крепятся к установленному на верх внешних стен здания мауэрлату.
Место расположения мауэрлата для вальмовой крыши
Конструкция вальмовой крыши состоит из таких элементов:
Угловые стропила . Это стандартные силовые «ноги», которые соединяют углы строения с коньковым брусом. Чаще всего в проектах используют четыре балки, той же толщиной, что и конек. Они крепятся к нему одним краем, а противоположный выводится за стены здания.
Конек . Это основная несущая ось и наивысшая точка кровли, где соединяют все ее стороны. Обычно центр конька, есть и центр всей крыши в вальмовом проекте.
Короткие стропила . Эти бревна или деревянные балки, крепят на мауэрлат одной стороной, а другой к угловым стропильным ногам. Число их зависит от площади кровли.
Рядовой каркас . Это 6 стропил занимающих центральное расположение и промежуточное. Их крепят к концам конькового бруса и ставят на несущие стены объекта. Они выстраиваются со всех сторон постройки в рамном числе.
Промежуточный каркас . Эти стропила закрепляются от конькового бруса и ставятся на мауэрлат. Вальмы не задействованы.
Классический пример устройства вальмовой крыши и чертёж с пояснениями:
Усиление
Для долголетнего использования требуется не только крепкая система из стропил, но и дополнительные элементы усиления объекта.
Для надежности конструкции крыши требуется усиление ее дополнительными элементами
Для большей надежности требуется:
Разместить на углы шпренгель – брус, между сторонами мауэрлата. Это укрепит стропила по диагонали.
Добавить стойку, соединенную брусом. Такая подпорка для стропил поможет перераспределить нагрузку на строение.
Использовать доски или брус с сечением 40*40 или 50*50 мм для обрешетки.
Работать с сухим деревом, обработанным защитным раствором.
Когда шпренгель добавлен на значительном расстоянии от угла, организуется дополнительная ферма.
Узлы
Схематическое изображение узлов стропильной системы
На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми – от строительных компаний, представленных на выставке домов «Малоэтажная Страна».
Угол наклона крыши площадь вальмовой кровли
Утверждение угла наклона скатов – это оптимальное решение между надежностью крыши от ветров и снега и полезной площади мансарды. Как рассчитать полезную площадь вальмовой крыши, обозначено на картинке.
Расчет угла наклона скатов крыши
Угол наклона зависит от местности, в которой строится дом и климатических условий региона. Принцип прост: холоднее погода – выше угол наклона. Так снег естественным образом будет скатываться с кровли. В теплых не ветряных районах лучше делать малый угол.
Еще одним фактором выбора угла наклона является материал вальмовой кровли. Рекомендуемые значения:
Ондулин – не менее 5°.
Мягкая черепица – от 15°.
Шифер – 16°-65°.
Металлочерепица – от 13°. Наибольший угол не установлен.
Металлическая фальцевая крыша – более 25°.
Керамическая черепица – 35°-65°.
Создание большого угла делает возможным построение кровли из профнастила. При этом следует брать во внимание и высоту самого профиля. Угол создают в пределах 20° – 45°.
Видео описание
В видео предлагаем посмотреть, как проводится перекрытие вальмовой крыши профнастилом:
Для начала необходимо определить торцевую ось здания
При проектировании кровли необходимо учитывать два правила:
Больший угол наклона кровли делает тяжелее и сложнее всю стропильную систему, и увеличивает нагрузку от ветров на скаты. Для чердака нежилого типа угол часто варьируется от 25° до 35°, а для жилья – от 35° до 55°, и требуется усиление конструкции из стропил.
Вес мансарды не должен превышать нагрузочные показатели фундамента и стен дома. Нарушение этого правила ведет к деформации основания и перекосу или разрушению здания.
Важно! отношение высоты кровли к длине несущих стен, нельзя делать более 2/3. Так, если по ширине дом 9 м, а основание и 1-й этаж в высоту 4 м, то высота мансарды «для жилья» не более 3 м, а высота конькового бруса менее 6 м.
Крепление стропил производиться при помощи металлических пластин
Формулы
Площадь вальмовой крыши определяется, как сумма двух вальм и ее боковых скатов. Площадь вальм получают по формуле стандартного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
Площадь боковых частей находят по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапециевидных частей получается из площади одного прямоугольника и двух треугольников.
Площадь высчитывается исходя из длины карнизов, а не края строения.
Совет! Площадь кровельного стройматериала обычно больше этого показателя для крыши. Так происходит из-за специфики устилания материала «нахлестом». Поэтому для подсчета материала на кровлю рекомендуется добавить +10%. Когда конструкция вальмовой крыши усложнена, то +15-20%.
Вальмовая крыша – устройство стропильной системы
Для расчета системы из стропил вальмовой кровли необходимо, применив стандартную рейку, определить горизонтальную проекцию (заложение) промежуточной стропильной ноги.
Для нахождения длины стропила, также можно прибегнуть к теореме Пифагора
Для нахождения длины угловых стропил требуется умножить заложение на коэффициент из таблице выше
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Видео описание
В видео пример расчета конструкции:
Чтобы определиться с сечением дерева для ног из стропил можно воспользоваться приведенной таблицей
Так, при величине распределенной нагрузки на ноги в 125кг/м и длине пролета в 6 м выбирают брус с сечением одним из: 240*80; 230*90 и 220*100, или кругляк 220 мм.
Пример чертежа вальмовой стропильной системы крыши:
Для неподготовленного человека чертеж достаточно сложный
Стропильная система вальмовой крыши, схема 2:
На первый взгляд схемы не отличаются, но каждая имеет свои особенности
Видео описание
В этом видео полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши
Этапы работы по монтажу вальмовой крыши
От этапа установки стропильной системы зависит качество всей крыши, ее надежность и срок эксплуатации. Важно подойти к этому вопросу со знанием дела или привлечь специалистов.
Установка мауэрлата
Для монтажа берут дерево первого сорта с внушительным сечением 100*100 или 100*150. Укладывается брус только в внахлест, никак не в стык. Также должны присутствовать точки соединения со стенами дома в большом количестве. Узлы соединения укрепляют скобами из металла.
В постройки из кирпича, пеноблоков и арболита дополнительно сооружается армопояс под мауэрлат. В такой пояс заранее вшиваются шпильки для последующего устилания дерева.
Создание прогона
Эта часть в виде балки создается для крепления дополнительных опор под стропильные ноги. Прогон не из главных элементом системы, его внедряют в больших и усложненных проектах вальмовых крыш.
Опорные стойки
Эти стойки являются подпоркой для конька.
Стойки являются обязательной частью стропильной системы
Создание конька
На этот элемент стропильной системы вальмовой крыши опираются все балки. Он расположен в наивысшей центральной части кровли. Образуется он в результате соединения стропильных пар ног. На данный участок каркаса действует очень большая нагрузка, поэтому, чтобы коньковый брус ее выдержал, используют несколько вариантов соединения древесины: встык, внахлест и врубка «вполдерева.
Методы соединения стропильных балок
Монтаж стропильных ног
Стропила можно монтировать в следующем порядке: сначала по диагонали, а потом остальные, или вначале центральные балки, а следом диагональные. На этом этапе монтажных работ стропильные ноги устанавливают на мауэрлат. Способов крепления несколько.
Крепление к мауэрлату тоже можкт быть разным
Схема крепления стропил к мауэрлату и к коньковому прогону
Важно: от монтажа ног к мауэрлату зависит срок эксплуатации и надежность всей стропильной системы. Так, если установить крепления слабо или допустив ошибку, крышу может просто «снести» ветром полностью.
Видео описание
В видео процесс разметки стропил:
Крепление наслонных стропил
Существует две схемы прикрепления наслонных стропил:
…и «жеский верх – свободный низ»
Для того чтобы создать теплую мансарду монтаж следует проводить по следующему плану на рисунке.
Для теплой крыши применяется своя схема обустройства крыши
Специфика устройства в процессе монтажа
Стропильная система вальмовой крыши требует использования специальных инструментов для ее возведения.
Для прочного крепления стропил потребуются специальные интсрументы
Для надежного строительства из бруса и крепкого примыкания стропил используют металлические инструменты. Их виды и названия представлены на рисунке.
Видео описание
Способы крепления стропил к маурлату, установка, запилы, узлы и монтаж к ферме кровли в следующем видео:
Доборные элементы для вальмовой крыши также представлены в ассортименте. Они применяются в ходе отделочных работ и используются с целью создания эстетического внешнего вида. Также отвечают требованиям надежного строительства кровли и примыканий.
Доборные элементы для вальмовой крыши
Варианты устройства вальмовых крыш
Для создания эффектных архитектурных решений и расширения внутреннего полезного пространства мансарды, проектировщики разработали несколько вариантов устройства вальмовых объектов.
Кровля с эркерами
Часть дома в виде выступа за границы фасада является эркером. Такой элемент строят по форме многогранника или прямоугольника и добавляют в общую систему из стропил. Созданное им пространство подходит для продолжения гостиной комнаты, холла или использования в качестве пролета для лестницы.
Вальмовая крыша для дома с козырьком
Проект по форме выглядит, как двускатные щипцы. Козырек имеет иной угол наклона, нежели треугольные скаты основной кровли. Часто проектируется, когда на здании не жилой чердак. Иногда используется в качестве навеса.
Проект четырехскатной крыши с козырьком
Крыша с «кукушкой»
Внешне такая конструкция – это щипец с заниженной частью. Элемент выполняет функцию подачи естественного дополнительного света в жилую площадь. Может сооружать на одинаковом расстоянии от боковых стен дома и выше входа. Также является дополнительным декором здания.
Асимметрия
Проект кровли с различными углами наклона, в основном, используется не для создания жилой площади. Он устанавливается в местности с сильными ветрами. Ассиметрично расположенные скаты и козырек, действует как распределяющие ветровую нагрузку элементы, и предостерегают объект от срыва.
Крыша с неправильной диагональю
Сложные проекты с разными по форме и длине боковыми частями кровли образуют смещение стропильной группы по диагонали. Такие решения, как правило, применяют над гаражом или баней.
Сложные проекты крыши с неправильной диагональю
Итог
Вальмовая крыша украшает практически любое строение. Видов и способов устройства составляющей ее стропильной системы много. При правильном расчете и монтаже, такая кровля служит века. Применять ее возможно для дома, беседки, бани и прочих объектов.
Четырехскатная кровля знакома большинству застройщиков. А вот второе ее название — вальмовая может привести в недоумение даже бывалого строителя. Все дело в треугольных торцевых скатах (вальмах), заменивших вертикальные фронтоны.
Зачем создателям такой крыши понадобилось усложнять конструкцию двускатной кровли, спросите вы?
Для этого есть несколько причин:
- Аэродинамика вальмовой крыши лучше, чем у двускатной. Поэтому она стойко сопротивляется сильным ветрам.
- Треугольные скаты делают кровлю жесткой и надежной.
- Вальмовая конструкция дает возможность установить по периметру здания широкие карнизные свесы, защищающие фасад здания от дождя.
- Эстетика внешнего вида у такой крыши лучше, чем двускатной.
Устройство и разновидности вальмовых крыш
Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.
Конструкция вальмовой непроходной крыши
Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.
Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.
В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:
- висячие;
- наслонные.
Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.
Конструктивные схемы висячих и наслонных стропильных систем вальмовых крыш
Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:
- полувальмовая 4-х скатная (датская);
- двускатная полувальмовая (голландская);
- шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
- вальмовая с ломаным склоном.
Особенности расчета
Процесс расчета вальмовой крыши можно разбить на три этапа:
- Выбор угла наклона скатов в зависимости от вида кровельного материала.
- Определение длин конструктивных элементов крыши, исходя из чертежей поперечного разреза здания и плана перекрываемого этажа.
- Подбор поперечного сечения и шага стропил по их длине с учетом сорта используемой древесины и нормативной снеговой нагрузки региона строительства.
Угол наклона скатов зависит от материала кровли. Поэтому делая схему стропильной конструкции, нужно учитывать рекомендуемое нормами его минимальное значение (в градусах):
- для шифера — 22;
- мягкой черепицы — 11;
- металлочерепицы — 14;
- профнастила — 12;
Для кровли из водонепроницаемой мембраны угол наклона скатов может быть любым. Отталкиваясь от минимально допустимого значения уклона, его фактическую величину выбирают в зависимости от назначения чердачного пространства.
Если под вальмовой крышей будет обустроено жилое помещение, то ее скаты должны иметь угол наклона, обеспечивающий возможность комфортного передвижения в пределах «жилой зоны».
Фактическую длину конструктивных элементов крыши проще всего определить, начертив стропильную систему в удобном для измерений масштабе.
Зная длину стропил, их шаг и поперечное сечение можно найти в таблице. Здесь указана зависимость геометрических размеров стропил от сорта древесины и величины снеговой нагрузки региона строительства.
Подбор сечения стропил и их шага в зависимости от длины, сорта древесины и снеговой нагрузки
Данной таблицей можно успешно пользоваться и в «обратном порядке». Выбрав шаг и сечение стропильных балок, сорт древесины и величину снеговой нагрузки, вы легко найдете максимально допустимую нормами длину стропил.
Поперечное сечение балки мауэрлата должно быть не меньше сечения стропильной ноги. Чаще всего оно составляет 10х15 см, 15х15 см или 15х20 см. Сечение конькового бруса, как правило, равно сечению стропильных ног.
Для обрешетки используют доску толщиной 25 мм, набивая ее с интервалом, рекомендованным для выбранного кровельного покрытия. Для монтажа сплошного настила по каркасу крыши используют плиту OSB толщиной 12-15 мм.
Особенности монтажа
В интернете циркулируют суждения о том, что монтаж вальмовой крыши очень сложен и трудоемок. В этом есть доля истины, но, по своей сути, сборка этой конструкции мало чем отличается от строительства обычной двускатной кровли.
Вальмовая крыша для беседки – бесценный опыт сборки
Процесс устройства стропильной системы вальмовой крыши включает несколько этапов:
1. По периметру стен укладывается мауэрлат. В данном случае его ставят на стальные шпильки с резьбой, заделанные в кладке, и затягивают гайками. На участках стыковки (на углах дома и в местах сращивания) на мауэрлате выбирают посадочные плоскости, срезая половину балки.
2. Дальнейшая последовательность работ зависит от ширины перекрываемого пролета (площади крыши). Этот момент нужно учесть на этапе составления чертежа или схемы крыши.
Без стоек, поддерживающих коньковый брус можно обойтись в том случае, если ширина здания (пролет) меньше 7,5 метров. При ширине дома от 6 до 7,5 метров висячие стропила в верхней части нужно связать ригелем (балкой сечением 50х100 мм).
Если ширина строения невелика (до 6 метров), то для обеспечения жесткости стропильной системы будет достаточно нижних затяжек (балок перекрытия).
Уложив мауэрлат, на торцевых стенах отмечают центральную ось. По ней выставляют две крайние стойки и крепят их временными подкосами к балкам перекрытия. Если здание перекрыто панелями, то по ним укладывают центральную балку (сечение такое же, как у мауэрлата). На ней фиксируют нижние концы крайних стоек.
Начальный этап монтажа – установка вертикальных стоек под конек
Промежуточные стойки расставляют с шагом 1-2 метра. Если дом перекрыт балками, то стойки можно монтировать на них, фиксируя скобами или саморезами.
3. На стойки укладывают коньковый брус, отмечают на мауэрлате места установки стропильных ног и монтируют их. Для крепления стропил к мауэрлату используют врубку (делают вырез на стропильной ноге для более плотного контакта).
Врубка стропильной ноги в мауэрлат повышает надежность стыка
4. Вальмовые (накосные, диагональные) стропила нижним концом фиксируют к мауэрлату, а другим — к месту стыковки конькового бруса и крайних рядовых стропил.
После этого к ним крепят короткие стропильные ноги (нарожники).
Тот, кто хочет сделать вальмовую крышу своими руками, должен помнить, что главное внимание здесь уделяется качеству сборки узлов. Очень ответственно нужно подойти к установке конькового бруса, стыковке диагональных стропил с коньком и с нарожниками.
Стык нарожника с вальмовым стропилом
На больших крышах стандартной длины бруса (6 метров) не хватает для изготовления цельного диагонального стропила. Поэтому его собирают из двух частей, надежно фиксируя их между собой.
Свесы вальмовой кровли делают, набивая на стропильные ноги обрезки бруса или толстой доски (кобылки), выходящие за периметр стен на 50-100 см.
Закончив монтаж стропильной системы, к ней прибивают обрешетку и настилают кровельный материал.
Вальмовая – это крыша, которая максимально удовлетворяет требованиям эстетичности и оригинальности, гармонично вписывается практически в любой окружающий ландшафт. Более того, ее стропильная система пока самая надежная геометрическая конструкция для защиты дома от ветровых нагрузок.
Основная задача крыши это защита дома от осадков. Чтобы кровля при этом была максимально функциональной, ее проектируют с уклоном скатов для удаления основной массы снега и дождевой воды. При этом вся несущая конструкция стропил должна быть прочной, чтобы выдерживать значительные нагрузки.
Оптимально будет выполнять такую работу классическая двухскатная крыша, либо четырехскатная стропильная система вальмовой крыши: схема возведения подобной конструкции позволяет получить кровлю, которую отличают:
- высокая надежность,
- универсальность,
- долгий эксплуатационный срок,
- обтекаемая форма устраняет эффект парусности, то есть ветровой нагрузки в районе фронтонов.
Типы вальмовых стропильных каркасов
Данный вариант стропильной системы в отличие от классического двухскатного представляет собой «конверт». Кроме двух основных плоскостей скатов, вместо фронтонов собираются два дополнительных, в виде треугольника, это и есть так называемые вальмы. По назначению бывают чердачными и бесчердачными.
Сразу стоит оговорить, что такой вид крыши не подходить для обустройства жилого мансардного этажа, потому как четыре плоскости скатов ограничивают внутренне пространство. Однако при желании можно использовать такие типы конструкций как, датская или голландская.
Пример датской кровли с усеченными вальмами
Полувальмовая кровля голландского типа с жилой мансардой
Вальмовая крыша – это прекрасное решение для строений с оригинальной архитектурой, имеющих возвышения, выступы, различные башенки, мансардный этаж.
В обоих вариантах предусмотрено крышное пространство, которое можно использовать как дополнительное жилое. Наклоны плоскостей кровли при этом не значительно уменьшают полезную площадь за счет урезанных вальм.
- Классический тип такой кровли предусматривает полноценные четыре ската с диагональными стропилами, соединяющими углы постройки с вершиной всей конструкции которую венчает конек, требуемой длинны. При этом используются следующие элементы:
- Висячие стропила со всеми деталями: лежнями, прогонами, затяжками.
- Диагональные.
- Накосные, формирующие контуры плоскостей.
- Еще один вариант – шатровая вальмовая крыша, представляет собой схему стропил, по которой диагональные элементы сходятся в одной точке, формируя собой по форме пирамиду или четырехгранный шатер. Сборка такой конструкции предусматривает использование наслонных и висячих принципов монтажа деталей каркаса.
Идеальный вариант кровельного материала для шатровой крыши будет мягкая битумная черепица, так как большие листы металлочерепицы, или профнастила придется кроить, после чего останется много отходов.
Все типы вальмовой и полувальмовой кровли проектируют с углами наклона плоскостей от 10-12 градусов, до 60. Наиболее оптимально использовать принятые обычные скосы под углом в 25-30 градусов.
Стропильная система вальмовой крыши: схема устройства
Работы по возведению несущего каркаса крыши проводят в следующей последовательности:
- Монтируют мауэрлат.
- В места, где будут расположены стойки укладывают лежень.
- Устанавливают на лежень стойки, строго вертикально, для конькового прогона. При необходимости стойки закрепляют подкосами.
- Для крепления конькового подгона используют уровень и отвес. Качество конструкции полностью зависит от точности установки.
- Монтируют накосные: нижний конец – к мауэрлату, а верхний – к коньковому прогону.
- По той же технологии установки монтируют и промежуточные.
- Монтируются нарожники.
Устройство предполагает следующие несущие конструкции:
- диагональные;
- промежуточные;
- нарожники (угловые).
Установка диагональных частей
Четыре диагональных (накосных) доски направлены к внешним углам и сходятся на коньковом прогоне. Нижние опоры у них могут отличаться – это зависит от материала, которым выстроен дом:
- деревянный рубленный или брусчатый – верхние венцы у сруба;
- каркасный – верхняя обвязка;
- кирпичный (каменный)– мауэрлат, посредством которого сосредоточенная нагрузка от деревянной конструкции распределяется на кладку стен.
- деревянную балку с квадратным сечением (100 х 100мм). Его укладывают либо по центру стены, либо ближе к внутреннему краю и крепят к стене при помощи скруток из катанки (так можно обезопасить строение от сильных порывов ветра). Одним концом скрутку прикручивают к костылю, который вбит в шов кладки (от верха стены на 300 мм), другим крепят к балке.
- Чтобы сохранить свободный доступ к осмотру стропильных ног и , от низа мауэрлата до верха перекрытия чердака оставляют расстояние не меньше 400 мм
- Все места соприкосновения деревянных элементов с кирпичной кладкой изолируют слоем гидроизоляции.
- Верх накосных досок опирается на коньковый брус, представляющий собой – деревянную балку с тем же сечением. Под коньковый брус из-за отсутствия в конструкции этого типа крыши кирпичных фронтонов с шагом 3-4 м устанавливают деревянные стойки (сечение 100 х 100мм), которые нижним концом опираются на лежень.
Его можно уложить:
- при наличии внутренней несущей стены на нее – доска с сечением 50 х 150 мм;
- через столбики кирпича на плиту перекрытия – брус с квадратным сечением 150 на 150 мм.
В любом случае под лежень обязательно укладывают рулонную изоляцию.
- Диагональные стропила по длине больше обычных, кроме того, на них упираются нарожники, поэтому приходящая на них нагрузка в полтора раза больше, чем у обычных. Накосные по этой причине делают спаренными – они состоят из двух сечений обычных рядовых досок.
- Под нее устанавливают опоры (одну-две) в виде стоек из бруса или подкосов (сечение обоих 100 на 100 мм). Таким образом расчетная длина накосной ноги уменьшается. Подкосы упираются в лежень под углом 45°.
Особенности и типы опор
Чаще всего при строительстве домов используют обычную вальмовую схему крыши, реже голландскую или датскую.
Система опоры при сборке крыши может использоваться двух видов:
- Висячая схема стропильного каркаса. Обычно применяется в строительстве небольших построек жилых домов, в которых проектом не предусмотрены внутренние несущие стены. В таком варианте исполнения основные вертикальные опоры устанавливаются на брус перекрытия потолка в один ряд.
- Наслонная. При наличии несущих стен внутри дома можно установить два-три ряда вертикальных опор. Это упрощает сборку вальмовой кровли, за счет присутствия большего количества точек крепления, а также дает возможность сконструировать .
Обратите внимание
При сборке лучше отдать предпочтение последнему варианту, что даст возможность равномерно распределить вес, по всей площади уперев стропила в несколько опор.
Упоры для диагоналей применяются трех типов:
- Стойка. Обычно брус подходящего сечения, установленный с упором по одному из вариантов. Между ней и перекрытием (собственно потолком), обязательно наличие гидроизоляции.
- Подкос. Состоит с двух балок, упираемых своими концами в стойку каркаса, а двумя другими поддерживают сходящиеся диагональные стропила ската. Угол их может варьироваться от 45 до 53 градусов.
- Шпренгель. Это брус, который укладывают на две стены, сходящиеся под углом. На него устанавливают вертикальную стойку, поддерживающую в нижней части накосное стропило. Еще один вариант упора для вальмы, состоит с двух частей шпренгельной фермы, уложенной на углах постройки. А также самого шпренгеля – вертикальной стойки поддерживающей диагональ, с упором на ферму.При небольшом угле строения снеговая нагрузка повышается, поэтому появляется необходимость усилить деревянную конструкцию шпренгелем.При необходимости усиления верхней части используют уже шпренгельную ферму. В этом случае шпренгель (вертикальную стойку) усиливают с помощью двух подкосов.
Шпренгельная установка
Также зависимо от схемы каркаса может использоваться различная система опоры диагональных накосных балок к коньковому прогону.
- Если в конструкции крыши присутствует только один прогон, выполняющий функцию конька, то опора осуществляется непосредственно на его консоли.
- При варианте двух прогонов, и использования в качестве стропильных ног доски, диагональные накосные балки упираются на оба прогона.
- В случае двух прогонов и использования балок в качестве строп. ног, упор осуществляется на оба прогона. В зоне конька диагональные накосные детали имеют в качестве опоры коротыш (прибоина), сшивающий соседние стропила.
Схема упора накосных стропил с упором на коротыш
При этом креплении пятка стропильного элемента подрубается под необходимый угол, в качестве крепежа используются гвозди, а если нужно то и дополнительные хомуты, чтобы усилить соединение.
Противоположный торец диагонали крепят с упором на мауэрлат, или установленную перед этим угловую балку. На этом участке в качестве крепления используются скобы, или гвозди забиваемые через подкладку с деревянной рейки.
Устройство нарожников и промежуточных стропил
Нарожники (угловые элементы) называют из-за укороченной длины стропильными полуногами. Одним концом они опираются на диагональную ногу, а другим на балку-основу. Чтобы нагрузка на накосные от угловых распределилась равномерно, их крепят в разных местах.
- Нижний конец опирается на мауэрлат, а верхний – на коньковый брус. Устанавливают с шагом 1,0-1,2 метра. Сечения рассчитывают, исходя из схемы балки (одно- или двухпролетная), шага и нагрузки от веса снежного покрова и собственно каркаса. Нагрузку от снега рассчитывают с учетом угла наклона.
- Свободную длину промежуточных досок в каркасе ограничивают. При пролете здания:
- 8 — 10 м – под каждую ногу устанавливают одну опору (подкос или стойка);
- 10 — 12 м – две опоры.
- Каждую вторую ногу крепят к стене при помощи скруток (двойная проволока, диаметр – 4 мм), которые с помощью костылей забивают в шов кладки кирпича ниже на 300 мм от обреза стены.
- Промежуточные стропила и мауэрлат соединяют с помощью обратной скобы.
Крепеж нарожников
Нарожники, устанавливают в качестве стропил на диагоналях скошенной кровли. С помощью них формируются сами вальмы, и треугольные участки основных плоскостей крыши.
Установка нарожных деталей осуществляется двумя основными способами:
- Путем врубки. На диагональной делается выборка материала, формирующая гнездо под пятку нарожника. Расположение между ними должно быть минимум 200 мм, при этом с двух сторон вырубку делают так, чтобы она не совпадала.
- С предварительной установкой черепных брусков. В нижней части с обеих сторон диагонального стропила, набивается брус сечением 50×50 мм, по всей длине накосной балки. Нарожники в таком случае подрубают под черепной брусок, и упирают один напротив одного. Такая схема более предпочтительна, так как конструкция получается намного жестче за счет дополнительного упора.
Однако прежде чем приступать к приобретению материалов, а также сборке по выбранной схеме нужно произвести все расчеты параметров вальмовой крыши.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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 , то можно эксплуатировать ее и в зимнее время.