Вальмовая крыша на стропилах: описание и характеристика, фото

Стропильная система вальмовой крыши: специфика устройства и описание процесса монтажа

Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.

Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.

Содержание

Характерные особенности вальмовых крыш

Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.

Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.

Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.

По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».

В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.

Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.

Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т.к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.

Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.

Направление установки стало причиной получения второго технологического названия — «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.

Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:

  • Рядовые стропильные ноги, опирающиеся нижней частью на мауэрлат или на балки перекрытия. В соответствии с типом опоры они могут быть висячими или наслонными.
  • Диагональные стропилины, соединяющие углы крыши и края конькового прогона. Отметим, что используют их не только в обустройстве выпуклых углов вальмовых крыш, но и в сооружении вогнутых углов ендов.
  • Нарожники, формирующие плоскости вальм и примыкающих к накосным стропилам частей больших скатов.

Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.

Диагональные стропильные ноги

Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.

Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:

  • Позволяет без риска увеличить нагрузку за счет удвоенного сечения несущего элемента.
  • Предоставляет возможность получить диагональный элемент конструкции любой длины без ослабленных наращиванием участков.
  • Устраняет необходимость в целенаправленной покупке бруса для накосных стропил.

Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.

Опоры для диагональных стропилин

Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.

В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:

  • Стойка, устанавливаемая вертикально прямо на перекрытие. Между ней и перекрытием прокладывается кусок гидроизоляции, если стойке предстоит упираться в железобетонную плиту.
  • Подкос. Устанавливается, как и положено подкосным стропилинам, под углом, размеру которого позволено варьировать в пределах от 45º до 53º. Особого значения величина наклона не играет. Важно, чтобы сам подкос поддерживал стропилину на наиболее нагруженном участке. Нижнюю пятку подкоса упирают в лежень.
  • Шпренгель. Представляет собой Т-образную короткую балку из бруса, перевернутую низом вверх. Используется в устройстве больших пролетов, нуждающихся в двух и более усиливающих опорах. Устанавливается шпренгель так, чтобы его основание было перпендикулярно накосной стропилине. Располагают его в нижней части большого пролета ближе к углу крыши. Вместо шпренгеля может быть использована обычная короткая стойка.

Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.

С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:

Нюансы опирания накосных стропилин

Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:

  • В стропильных конструкциях с одним прогоном вдоль центральной оси крыши диагональные стропильные ноги опирают непосредственно на консоли прогона.
  • В стропильных системах с двумя прогонами и дощатыми стропильными ногами диагональные стропилины опирают на шпренгель, который в свою очередь опирается на оба прогона.
  • В стропильных каркасах с двумя прогонами и стропилинами из бруса кроме шпренгеля применяется прибоина – дощатый коротыш, сшивающий рядовые стропильные ноги в зоне конька. Толщина усиливающего коротыша от 5 и более см.

Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.

Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.

Нарожники и способы их устройства

Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.

Читайте также:
Выбираем надёжный материал для ванны

Монтаж нарожников может производиться:

  • Посредством врубки. В накосах выбирают гнезда так, чтобы полуноги смежных скатов не располагались друг против друга. Рекомендовано, чтобы между врубками расстояние было минимум 20см. Поэтому в шаге установки нарожникам позволено смещаться, чтобы не вырубать гнезда в одной точке.
  • Путем установки черепных брусков, служащих опорами для полуног. Бруски 50×50мм наращиваются вдоль нижних граней с обеих сторон диагональной стропилины. Их наличие позволяет отказаться от врубок, ощутимо ослабляющих несущий элемент.

Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.

Элементарная вальмовая стропильная система

Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.

Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.

Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.

Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.

Этап 1: Моделирование и проектирование

Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.

Инструкция для упрощенного проектирования:

  • Измеряем ширину/высоту/длину строения. Согласно данным вычерчиваем профиль и анфас строения на листе бумаги в масштабе, например 1:50. Это значит, что все размеры необходимо будет поделить на 50. Т.е. стена домика с размерами 5×2,5м на самодельном чертеже будет изображена в виде прямоугольника со сторонами 10×5см. Если мелковато выходит, масштаб можно выбрать покрупней — 1:40, 1:25 и т.д. Готовый эскиз желательно продублировать пару раз в запас.
  • Выбираем оптимальную высоту крыши и угол ее крутизны. Для этого на одном из дублей эскиза рисуем несколько вариантов абриса крыши. Определяем наиболее удачный и измеряем транспортиром угол наклона будущих скатов.
  • Отмечаем на дубле эскиза точки установки наслонных стропилин, это шаг. Обе стенки нам необходимо разделить на равные отрезки. Необязательно, чтобы шаг установки под вальмовым и пятиугольным скатом был одинаковым. В примере расстояние между стропильными ногами на обеих стенках строения равно 20 дюймам, это 50,8 см. По факту шаг установки может варьировать от 0,4 до 2,1м. Однако отметим, что слишком часто установленные стропила увеличат в разы расход материала, а слишком редко заставят усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
  • Определимся с длиной конька. Нарисуем его на дубликате шаблона, учитывая, что коньковый брус должен связывать цельное количество пар стропилин. Отложим от обоих краев длинных стен равные расстояния.
  • Все результаты переносим на основной лист и подсчитываем, сколько понадобится материала. Длину стропилин считаем по внешним сторонам с учетом длины карнизных свесов по 40-50см. Расход фанеры рассчитываем по количеству цельных панелей, приходящихся на каждую плоскость четырехскатной крыши.

По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.

Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.

Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши

Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.

Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:

  • К сопряженным с вальмами стенкам постройки прибиваем по вспомогательной доске, один край которой должен совпасть с центральной осью. Между досками натягиваем шнурку, повторяющую центральную ось.
  • Примеряем пару стропилин к торцу строения. Пересекаться они должны прямо под шнуркой. Очерчиваем по факту линии спилов верхних пяток, не забывая, что между стропильными ногами будет прогон толщиной 5см.
  • По полученным шаблонам заготавливаем наслонные стропилины.
  • Устанавливаем попарно стропильные ноги по меткам основной части системы. Временно крепим одним гвоздем.
  • Устанавливаем коньковый прогон между верхними пятками, которые до этого свободно опирались друг на друга.
  • Прибиваем гвоздями стропилины к прогону.
  • К мауэрлату или верхнему венцу домика низ стропилин прикрепляем металлическими уголками.

Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.

Этап 3: Сооружение вальмовых скатов

Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:

  • Примеряем к скату первую накосную стропилину, отмечаем по факту линию спила. Нижняя часть стропилины должна точно проходить через угловую точку разметки.
  • Отпиливаем отмеченные излишки. Прибиваем гвоздями диагональную ногу к коньковой консоли, низ фиксируем уголками.
  • Аналогично поступаем с остальными тремя накосами.
  • Заполняем вальмовый скат нарожниками, предварительно примерив каждую деталь к положенному месту и отпилив излишки.
  • Устанавливаем нарожники пятиугольных скатов.

По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.

Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.

По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.

Читайте также:
Детская кровать с ящиками и бортиком (36 фото): односпальная деревянная кровать с ящиками для хранения

Строительство сложных вальмовых крыш

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши: чертежи, схемы, фото

Вальмовые кровли привлекают застройщиков своим красивым видом и надёжной защитой от негативных погодных явлений. Четырёхскатная конструкция позволяет крыше устоять даже перед ураганными ветрами.

Стропильный каркас на первый взгляд представляет собой довольно сложную конструкцию. Несмотря на это, разобраться в её устройстве под силу каждому застройщику.

Схема устройства

Крышу можно представить, как объёмную геометрическую фигуру из сложенных попарно наклонных плоскостей. Две из них по форме представляют треугольники (вальмы), а два остальных фрагмента кровли имеют вид трапеций. По центральной осевой линии дома вверху крыши располагается коньковый прогон, на который опираются стропила.

Так стропильная система выглядит на фото:

Основные узлы вальмы

Каркас вальмы формируется в виде равнобедренного треугольника, основанием которого является мауэрлат, а равные стороны — диагональные стропила (накосы). Накосные балки вверху сходятся в один узел с торцом конькового прогона.

В углах стен в один узел сходятся смежные балки мауэрлата, нижние концы накосных стропил, шпренгели и врезные балки.

К основным узлам опорного каркаса относят места креплений нарожников к накосам, стоек к лежням, центральному нижнему прогону и стропилам, подкосов к балкам перекрытия.

Виды стропил

Для формирования каркаса применяют три вида стропил:

  • Диагональные (накосные). Изготавливают из бруса сечением 100х100 мм. Они являются несущими балками вальмовых скатов. Четыре накоса расположены попарно напротив друг друга. Две наклонные балки сходятся в вершине треугольника на торце конькового прогона. Основанием вальмы является мауэрлат. Диагональные стропилины по своему виду крепления являются наслонными балками. То есть несущие рёбра вальмы жёстко соединены с мауэрлатом.
  • Рядовые. Опоры трапециевидных скатов изготавливают из досок сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Их верхние концы опирают на коньковый прогон. По типу нижнего опирания стропила могут быть висячими или наслонными балками.

Особенностью висячих стропил является то, что они связаны затяжками (балками перекрытия), которые, воспринимая нагрузку, работают на растяжение, тем самым распирают стены дома. Висячие конструкции монтируют в домах, где нет возможности передать нагрузку на внутренние стены, и где нет центрального нижнего прогона. В остальных случаях стропила делают наслонными.

  • Нарожники. Укороченные стропила крепят вверху к диагональной стропилине, а внизу опирают на мауэрлат или соединяют с затяжками. Они нужны только, как опорное основание кровельного пирога вальмы.
  • Особенности. Из всех вышеописанных элементов самыми мощными балками являются накосные стропилины. Их сечение больше в два раза, чем сечение всех остальных деталей стропильной системы.

    Особенности каркаса

    Стропильная система вальмовой крыши состоит из двух групп деталей – это основные элементы каркаса и усиливающие детали.

    Основные элементы

    К основным элементам каркаса относятся диагональные стропила, являющиеся пограничными рёбрами вальмового ската. Его особенностью являются нарожники – коротыши, исполняющие роль стропил разной длины.

    Несущим основанием опорного каркаса вальмовой крыши является мауэрлат – деревянные прогоны, закреплённые на горизонтальной поверхности наружных стен дома.

    Также к основным конструктивным деталям относятся рядовые стропила и нарожники, заполняющие трапециевидное пространство каркаса.

    Усиливающие детали

    Дополнительные элементы опорного каркаса вальмовой крыши предназначены для усиления несущих балок и равномерного распределения нагрузки, как на внешние, так и на внутренние стены дома. К таким деталям относятся стойки, подкосы, шпренгели, черепные бруски, металлические уголки и накладки. Усиливающими деталями могут быть подшивные доски, закреплённые в критических зонах по нагрузке несущих балок.

    Характерное строение

    Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.

    За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.

    Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:

    • накосные стропилины;
    • опоры для диагональных стропильных ног;
    • нюансы опирания накосных стропил;
    • особенности нарожников.

    Накосные стропильные ноги

    Накосные или диагональные стропила самые длинные стропильные балки так, как они попарно со стороны торцов дома наклонены друг к другу и сходятся вверху в концах конькового прогона.

    Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.

    Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.

    Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.

    Важно. Использование сдвоенных досок вместо цельного бруса снизит затраты на изготовление накосных стропил.

    Типы опор

    Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:

    • Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
    • Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
    • Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.

    Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.

    Усиленные стойки, подкосы и шпренгели, обеспечат долгий срок службы опорного каркаса крыши.

    Нюансы опирания

    Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.

    При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.

    Особенности нарожников

    Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.

    Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).

    Отличия для разных типов кровли

    Стропильные каркасы вальмовых крыш отличаются разнообразием форм. Внешний вид кровли может принимать разные виды в зависимости от соотношения длины конька к длинам несущих стен, высоты конькового прогона.

    Вальмовые крыши возводятся с холодными чердаками и мансардами.

    При устройстве жилого пространства под вальмовой кровлей, стропильную систему проектируют так, чтобы она практически обходилась без внутренних дополнительных опорных элементов. Это возможно, когда рядовые стропила и нарожники опираются на затяжки (балки перекрытия).

    Нюансы опирания диагональных стропил:

    Элементарный план каркаса

    Одной из самых простых схем стропильного каркаса представляет собой соединение вальмовых и трапециевидных скатов правильной формы в единую конструкцию кровли.

    В случае примыкания строящегося дома к другому зданию, возводят полувальмовую крышу. То есть кровля состоит из одной вальмы и двух трапециевидных скатов. Полувальмовые конструкции украшают здания любой архитектуры.

    Чертёж полувальмовой крыши:

    Все вариации вальмовых конфигураций крыш всегда базируются на элементарной стропильной системе. Её ставят в основу проектирования необычных по форме кровель.

    Конструкция сложных кровель

    Существует масса вариантов сочленения фрагментов кровли разной конструкции, в том числе и вальмовых скатов. Например, выступающую часть здания – эркер покрывают вальмовой крышей.

    Вальмовый каркас эркера:

    Самые популярные виды строения крыш с включением элементов вальмовой кровли – это крыши:

    • голландская;
    • датская;
    • шатровая.

    Голландская

    Кровли такого типа отличает наличие коротких вальм, низ которых находится гораздо выше свесов смежных скатов. Это позволяет на фасаде 2-го этажа дома размещать окна. На нижнем снимке представлен такой дом с голландской крышей.

    Датская

    Крыши такой конструкции получили большое распространение в странах Западной Европы. Они впервые появились в Дании. В России они стали появляться сравнительно недавно. Их особенностью является то, что благодаря фронтону, на мансарде можно установить обычные вертикальные окна.

    Шатровая

    Вальмовая шатровая крыша – это упрощённый вариант стандартной вальмовой кровли. Отсутствие трапециевидных скатов позволяет избавиться от лишних опорных и усиливающих элементов. Следует отметить то, что данный вариант крыши приемлем для тех домов, которые в плане имеют вид квадрата.

    Каркас шатровой крыши:

    Заключение

    Вальмовая крыша – это надёжная защита для помещений дома от непогоды, зимней стужи и летней жары. Не каждый застройщик может самостоятельно возвести вальмовую крышу. В этом случае лучшим вариантом будет обратиться к профессионалам. Специализированные фирмы берут на себя ответственность за качество выполненных работ и обычно предоставляют гарантию сроком 1 – 2 года.

    Какие бывают вальмовые крыши, особенности конструкций

    Устройство вальмой крыши — далеко не самый простой вариант для исполнения своими руками. Особенно если конструкция отягощается дополнительными элементами в виде мансардных окон или скворечников. Расчёты таких устройств сложны и громоздки, а от них зависит прочность и долговечность устройства. Если они выполняются самостоятельно, нужно по окончании проконсультироваться с профессионалом и только после этого приступать к исполнению проекта.

    Что такое вальмовая крыша

    Кровли из четырёх скатов, два из которых, расположенные напротив друг друга, имеют форму трапеции, а два остальных — треугольника, называются вальмовыми. Вальма — это треугольный скат.

    Вальмовая крыша состоит из четырёх и более скатов в форме обычного или усечённого треугольника

    Крыши такой конструкции получили довольно широкое распространение в современном загородном строительстве. Кроме удобства и функциональности, они просто красивы. Воспользовавшись таким архитектурным решением даже в самом простом варианте, можно сделать своё жилище изысканным.

    Плюсы и минусы вальмовой крыши

    Как у всякой строительной конструкции, у вальмовых кровель имеются свои положительные и отрицательные качества.

    К положительным сторонам вальмовых кровель относят:

    1. Способность переносить значительные ветровые нагрузки за счёт увеличенного угла между скатами.
    2. Высокую прочность, позволяющую выдерживать значительные снеговые нагрузки.
    3. Возможность устраивать широкие карнизные свесы по всем сторонам здания. Они эффективно защищают стены и фундамент здания от осадков.
    4. Красоту и изящество. Вальмовые крыши визуально скрадывают высоту здания с мансардным помещением.

    Имеются и отрицательные моменты при использовании вальмовых кровель:

    1. Высокая сложность конструкции стропильной системы. Это затрудняет расчёты и приводит к удорожанию работ по их изготовлению.
    2. Уменьшение размеров подкровельного пространства за счёт большого угла между скатами. Из-за этого мансардное помещение в таких домах получается маленьким.
    3. Возможность проникновения влаги через мансардные окна. Этого можно избежать, если укрыть их на время непогоды плёнкой, но такой приём крайне неудобен.

    Главным отрицательным фактором вальмовой кровли считается высокая сложность стропильной системы, доступная только опытным мастерам. Этим же объясняется и высокая стоимость изготовления четырёхскатных крыш.

    Особенности конструкции

    Опорами для стропил вальмовой крыши являются мауэрлат и коньковая балка. Кровельный скелет состоит из следующих деталей:

    1. Опорное основание (мауэрлат). Его изготавливают из бруса 100х150 или 150х150 мм в зависимости от конструкции здания. Укрепление рамы мауэрлата в горизонтальной плоскости производится установкой четырёх укосин, придающих конструкции необходимую жёсткость.

    Мауэрлат чаще всего изготавливается из мощного бруса и крепится к верхним торцам стен при помощи шпилек или нагелей

  • Стойки. Они устанавливаются на центральной оси перекрытия вдоль его длинной стороны и укрепляются временными подпорками. Затем на них крепится коньковый брус. Высота стоек зависит от выбранного угла наклона скатов. Чем меньше угол между стропильными ногами, тем выше стойки.
  • Коньковый брус. Это верхняя горизонтальная перекладина, лежащая на стойках и служащая опорой для всех стропил.

    Коньковый брус крепится к стойкам и является опорой для всех основных стропил

  • Основные стропила. Они опираются на мауэрлат и коньковый брус и закрепляются на этих деталях с применением специальных пластин из оцинкованной стали.
  • Диагональные или накосные стропила. Идут от концов конькового бруса к углам здания. После установки всех диагональных стропил можно демонтировать временные крепления стоек.

    После закрепления всех диагональных стропил временные подпорки стоек убирают

  • Нарожники. Закрепляются нижним концом к мауэрлату, а верхним — к накосному стропилу. Применяются для продолжения плоскости основных скатов. Расстояние между ними такое же, как между стропилами.
  • Шпренгели. Идут от укосин мауэрлата к диагональным стропилам и обеспечивают усиление несущей способности кровли.
  • Подкосы. Нужны для того, чтобы усилить сопротивляемость кровли ветровым нагрузкам. По теории их рекомендуется устанавливать с той стороны здания, где находится «роза ветров». Но на практике подкосы ставят со всех сторон.
  • Обрешётка. Выполняется по внутренней поверхности стропильных ног и формирует основание под кровельный пирог.

    Конструкция стропильной системы включает в себя несколько важных элементов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию

    Описанное устройство стропильной системы применяется при прямоугольной форме каркаса здания. Если же дом квадратный, стропильная система строится таким же образом, но установка конькового прогона не производится, поскольку все скаты сходятся в одной точке. Такая крыша называется шатровой.

    Фотогалерея: разновидности вальмовых крыш

    Виды вальмовых крыш

    Кровли такой конструкции разнообразны. Их форма часто определяется размерами здания и его конструктивными особенностями в виде балконов, мансард и других архитектурных элементов. Различают несколько основных видов вальмовых кровель.

    Полувальмовая крыша

    Полувальмовая кровля сама по себе может выполняться различными способами. Так, для голландской вальмы характерен укороченный скат с расположенным под ним вертикальным фронтоном. Чаще всего применяется, если в доме устроено мансардное помещение и нужны окна для него. При этом вальма укорачивается на две трети или половину длины. Это производится смещением стойки к торцу здания с удлинением коньковой балки.

    Несколько иначе формируется кровля датской вальмы. В этом случае сверху выполняется укороченный фронтон, а затем устраивается скат кровли трапецевидной формы.

    При формировании датской полувальмы серху устраивается укороченный фронтон

    Четырёхскатная вальмовая крыша

    Второе название четырёхскатной вальмовой крыши — шатровая. Он состоит из четырёх одинаковых скатов, сходящихся в одной точке. Это получается, если форма здания квадратная. По сути, на такой кровле всего четыре диагональных стропила, остальная поверхность образуется нарожниками. Шатровая кровля обычно устраивается с углом наклона до 30 o и отличается повышенной устойчивостью к ветровым нагрузкам.

    Шатровую кровлю можно возвести только на квадратном здании

    Четырёхскатная кровля по-американски

    Появление американского варианта четырёхскатной крыши связано с желанием использовать подкровельное пространство для создания мансардного помещения. Для этого можно установить на каждой стропильной паре поперечную затяжку и дополнительно укрепить ригеля на нужной высоте. Такие решения принимаются на стадии проектирования. Установка затяжек коренным образом изменяет всю механику стропильной системы. Они компенсируют распирающие усилие от стропил на мауэрлат, а следовательно, и на стены.

    Затяжки и ригеля, проложенные в каждой стропильной паре, устраняют распирающие нагрузки и укрепляют кровлю

    Вальмовая крыша с «кукушкой»

    Такое устройство несёт в себе не только чисто декоративные функции. На самом деле «кукушка» (или «скворечник») помогает решить несколько чисто прикладных проблем:

    1. Увеличение полезного пространства мансардного или чердачного помещения. За счёт «кукушки» можно устроить дополнительные кладовые, ниши или санузел.
    2. Обеспечение дополнительного естественного освещения, которого в мансарде всегда недостаточно. А это основное требование санитарных норм в отношении жилых помещений.
    3. Возможность устройства вертикального остекления. «Кукушка» представляет собой дополнительный фронтон с вертикальной стеной, в которую врезать окно гораздо проще и дешевле.
    4. Улучшение внешнего облика строения.

    Кроме расширения площади мансарды «кукушка» позволяет сделать в ней вертикальное окно

    Для изготовления «кукушки» делается отдельный каркас поверх основной стропильной системы. Главная проблема, которая может возникнуть при устройстве такого элемента, это протечки в кровле. Поэтому такую работу лучше доверить опытному специалисту.

    Для установки «кукушки» требуется вмешательство в основную стропильную систему кровли

    Вальмовая крыша с козырьком

    Установка козырька практикуется над главным входом в дом. Для этого поверх основной стропильной системы устраивается обрешётка для козырька. В отличие от создания «кукушки» основной скелет не нарушается, оставаясь монолитным. Кроме чисто утилитарных удобств, связанных с пользованием навесом, он является ещё и украшением дома.

    Козырек на вальме выглядит очень красиво и защищает вход в здание от дождя и снега

    Несимметричная вальмовая крыша

    Создание несимметричной вальмовой крыши связано с желанием как можно более рационально использовать подкровельное пространство. Характерным признаком несимметричной кровли является наличие скатов различной величины и угла наклона. Из преимуществ такой крыши можно выделить презентабельный внешний вид и оригинальность. К недостаткам относят трудоёмкость исполнения, влекущую за собой значительное удорожание и сложность расчётов основных параметров.

    Наличие несимметричных скатов вносит в конструкцию вальмовой крыши ещё большие сложности

    Бесконьковая вальмовая крыша

    Конёк для вальмовой крыши является основным несущим элементом, связывающим стропильную систему в единое целое. Однако в некоторых конструкциях диагональные стропила сходятся в одной точке, и конёк отсутствует как таковой. Выше уже упоминались такие кровельные системы — шатровые. Отсутствует конёк и в симметричных купольных кровлях, но таковые вальмовыми уже не назовёшь. К вальмовым можно отнести шпилевидные кровли с числом вальм от трёх до восьми. Финишным покрытием таких кровель на жилых зданиях обычно является металлический лист, исполнение — фальцевое.

    Монтаж вальмовой кровли

    Сборка стропильной системы такой крыши — довольно сложный процесс. Тем не менее в классической интерпретации процесс доступен для исполнения своими руками. Нужно сразу оговориться, что самостоятельная сборка не является препятствием для приглашения одного или двух помощников.

    Монтаж вальмовой стропильной системы производится следующим образом:

    1. Укладка и крепление мауэрлата. Под ним нужно проложить гидроизоляцию из рубероида поверх стены здания. По углам мауэрлата устанавливаются четыре укосины для усиления конструкции в продольном направлении.
    2. Установка и временное крепление стоек. Их нужно поставить на лежень.

    Стойки монтируются на лежень и укрепляются временными подкосами до тех пор, пока не будут установлены все диагональные стропила

  • Закрепление коньковой балки поверх стоек.
  • Установка и крепление фронтальных стропил к мауэрлату и коньковой балке.
  • Монтаж диагональных стропил между коньковой балкой и углами мауэрлата — четыре штуки.

    Положение диагональных стропил окончательно устанавливает форму всех скатов

  • Установка нарожных балок между мауэрлатом и диагональными стропилами.
  • Установка шпренгелей между укосинами и диагональными стропилами.
  • Для зданий шириной до шести метров допускается изготовление затяжек между стропильными ногами при монтаже навесной системы. Эти элементы конструкции служат для компенсации распирающей нагрузки на мауэрлат со стороны стропильных ног.
  • Дополнительное укрепление стропильных ног стойками или укосинами в зависимости от размеров здания.

    Готовая стропильная система далее обивается обрешёткой, на которую монтируется кровельный пирог и финишное покрытие

    При монтаже стропильной системы применяются различные виды дополнительных креплений. Их производят промышленным способом специально для различных узлов и соединений.

    Элементы крепежа стропил позволяют обеспечить необходимую прочность и высокое качество монтажа

    По окончании сборки стропильной системы формируется кровельный пирог и устанавливается финишное покрытие кровли выбранным материалом.

    При выборе угла наклона вальмовой крыши обычно исходят из эстетических соображений, заботясь о внешнем виде здания. Можно сначала выбрать уклон скатов, а потом рассчитать высоту конька, а можно, наоборот, задаться положением конька и исходя из этого рассчитать угол между стропилами.

    Видео: монтаж вальмовой кровли в одиночку

    Повышенная трудоёмкость исполнения вальмой крыши многократно компенсируется её высокими прочностными характеристиками и завидным дизайном. Если внимательно разобраться с конструкцией и понять назначение каждой детали или узла, нет ничего невозможного для построения стропильной системы самостоятельно. Успехов вам!

    Построить вальмовую кровлю в одиночку

    Богатая фантазия застройщиков не знает предела. Архитектурное разнообразие и вычурность крыш коттеджей и частных домов и вправду впечатляет. Необычных, творческих идей – море, но, тем не менее, надежнейшей конструкцией, которая защищает строение от нагрузок ветром, остается вальмовая крыша, являющаяся одним из подтипов стропильных четырехскатных крыш. Строительство такой крыши сложнее по сравнению с выполнением классической двухскатной – не так просто правильно сделать чертеж четырех скатов с одинаковым углом и совместить их. Но если запастись большим количеством терпения и корректными теоретическими рекомендациями, то даже на первый взгляд невыполнимые задачи становятся легкими и понятными.

    Схема стропильной системы вальмовой крыши.

    Характеристики вальмовой крыши

    Если хорошенько изучить чертеж вальмовых крыш, то можно отметить, что конструкция из четырех скатов имеет определенные особенности: два длинных ската выполнены в форме трапеции, а два коротких – вальмы – имеют треугольную форму.

    Монтаж вальмовой крыши обычно вызывает сложности со стропильной системой. Стропильная система вальмовой крыши (каркас) включает такие типы стропил:

    1. Рядовые (центральные).
    2. Накосные (диагональные).
    3. Нарожные (угловые).

    Особенно уместным считается устройство четырехскатной вальмовой крыши в местности с сильными порывами ветра. Создавая чертеж данного типа кровли, необходимо учитывать:

    1. Уровень атмосферных осадков.
    2. Скорость и силу порывов ветра.
    3. Материал для выполнения кровли.

    С помощью этих показателей можно сделать расчеты необходимых величин, а именно высоту вальмовой крыши и ее углы наклона. Есть два способа для достижения максимальной точности в расчетах: прибегнуть к помощи специальных компьютерных программ или обратиться к специалисту-проектировщику.

    Конструкция вальмовой крыши

    Описание стропил конструкции вальмовой крыши.

    Как уже писалось выше, вальмовые крыши довольно интересные по своей конструкции. Один из компонентов – пара обычных скатов – стандартный атрибут практически любой крыши. Второй элемент как-раз и придает этому типу кровли неповторимость: не закрывающие в длину площадь дома скаты отлично компенсируются парой скатов.

    Чертеж вальмовой кровли составляется при помощи разметочной рейки и таблицы Пифагора. Созданная по всем правилам схема дает возможность делать надрезы из стропил своими руками и провести монтаж такой необычной конструкции в одиночку.

    При выполнении конструкции нужно соблюдать ряд принципов и правил:

    1. Не стоит забывать о более крутом наклоне промежуточных компонентов по сравнению с угловыми. Из этого делается вывод, что используемые доски должны быть не менее 50х150 мм.
    2. Монтаж коротких деталей осуществляется к угловым элементам стропил, а не к коньковой доске.
    3. Воплощая в жизнь чертеж вальмовой крыши, нужно учитывать, что, для того чтобы построить коньковую систему и каркас, применяются одни и те же материалы.
    4. При возведении задействуются промежуточные (центральные) стропила, которые крепятся к краям коньковой доски.
    5. Центральные вальмовые стропила нужно упереть в верхний конец обвязки и коньковую доску.

    Варианты вальмовых крыш

    Будучи разновидностью скатных крыш, вальмовые кровли тоже делятся на несколько подтипов:

    1. Шатровая крыша. Она имеет четыре одинаковых ската, то есть вальмы под одним углом расходятся во все четыре стороны. Такой тип крыш может использоваться лишь для строений в форме квадрата.
    2. Полувальмовая крыша. В этом случае вальмы не достают до низа, а лишь прикрывают определенную часть фронтона, закрывая верхнюю половину ската.
    3. Ломаная крыша. Она состоит из разного размера скатов, сообщающихся под разными углами. Монтаж такой сложной конструкции – весьма кропотливое дело, но результат имеет весьма презентабельный вид.

    Типы вальмовых крыш: A — вальмовая крыша; B — шатровая крыша; C — полувальмовая крыша с фронтоном; D — полувальмовая датская крыша.

    Вальмовая крыша своими руками

    Если вы не боитесь трудностей и решили самостоятельно вести строительство такой кровли, то знайте, что этой цели вполне реально достичь. Главное в этом деле – следовать общепринятым правилам.

    Разметка крыши

    Первым делом в строительстве вальмовой крыши нужно запомнить главные узлы и вникнуть в нюансы монтажа:

    Схема разметки стропил вальмовой крыши и определение нагрузки крыши на дом.

    1. Конек, который выступает как главная несущая ось, нужно расположить в центре сооружения.
    2. Базовыми силовыми элементами являются накосные стропила. Их делают из досок, аналогичных по толщине коньковому брусу. Один конец стропила заходит за границы здания, другой прикрепляется к коньку.
    3. Рядовой (центральный) каркас идет от концов конька и выводится на стены.
    4. Промежуточный каркас отходит от концов конькового бруса и идет по скатам. Он не применяется на вальмах.
    5. Короткие стропила могут отличаться по длине, но крепятся они под одним углом. Не прикрепляются к коньку.

    Успешное строительство определяется правильными расчетами, точной разметкой и корректно составленным планом. При выявлении соотношения длин вальм и скатов расчеты играют важную роль. Именно эти нюансы гарантируют надежность строящейся крыши:

    1. Вначале с торца дома по верхней обвязке делается разметка оси.
    2. Просчитывается половина ширины конька и выясняется положение первой детали систем стропил.
    3. Потом к размеченной линии прикладывается один конец замерной рейки, а другой располагают по линии боковой стены – это и есть место для промежуточного стропила.
    4. Чтобы произвести расчет длины стропильного веса, нужно один конец бруса установить на свес крыши, а другой – на внешний угол стены. Следующий элемент центральных стропил вычисляют путем перенесения рейки для замеров на край боковой стены и оставления на ней пометок будущей стропильной системы (между верхней обвязкой и боковой стеной).
    5. На оставшихся трех углах необходимо воспроизвести те же действия. Таким образом вычисляется местоположение торцов промежуточных стропил и конька.

    Коэффициенты пропорций

    Выше уже упоминалось понятие замерной рейки. Давайте подробно разберемся с этой вещью. Дабы монтаж крыши сделать без шероховатостей, специалисты предлагают все необходимые разметки нанести на рейку. Такой ход не только избавит от потребностей в рулетке при откладывании расстояний одной и той же длины, но и вдобавок избавит от неточностей в измерениях.

    Сделать замерную рейку можно из фанеры, 5 см в ширину, чтобы без проблем видеть ее на большом расстоянии. Позволит добиться высокой точности во время измерений таблица соотношений между расположением и длиной стропил. Известно, что длина ноги стропила равна произведению ее проекционного коэффициента. Нужно обязательно использовать такую таблицу для повышения точности выполняемых вычислений.

    Примеры расчетов

    Расчет уклона вальмовой крыши.

    1. Горизонтальная проекция промежуточного стропила измеряется замерной рейкой. Затем ищем в таблице подходящий вам вариант наклона крыши и совершаем произведение полученных данных.
    2. Меряем длину стропила от выборки места крепежа опоры до выборки на коньке.
    3. Аналогично определяется длина свеса: произведение поправочного показателя на горизонтальную проекцию. Можно прибегнуть к теореме Пифагора: a 2 + b 2 = c 2 . В нашем случае роль катетов a и b выполняют горизонтальные и вертикальные проекции.

    Теперь угловая (накосная) деталь. С одной стороны каркас срезан косо, что необходимо для более надежного прикрепления к коньку. У самого конька есть подрез с двойным скосом, требующийся для фиксирования угловых деталей. Расчет стропила проводится таким образом:

    1. Отмеряется длина стропила от угла дома.
    2. Произведение квадратов проекций рядовых стропил и будет являться проекцией.
    3. Умножаем полученную цифру на коэффициент поправки и как результат получаем длину углового стропила.

    Этапы работы

    Первым делом нужно произвести монтаж вертикальных стоек для поддержки конькового бруса. С помощью системы укосов осуществляется крепление к центровой балке. Далее необходимо сделать монтаж накосных стропил. Их длина должна быть одинаковой, в отличие от кровельных свесов, показатель которых варьируется в пределе от 50 до 70 см. С особым вниманием нужно проследить за стыковкой диагональных стропил, конька и вальмы.

    Система подразумевает обдуманный монтаж диагональных стропил, после чего осуществляется устройство центральных стропил с шагов в 60 см. При помощи врубки центральный каркас крепится к мауэрлату и коньковому брусу. Для более надежной фиксации применяются ригели и стяжки.

    Не стоит забывать о шпильках для прикрепления мауэрлата. Центральный каркас не должен создавать трудности с крепежом и врубкой, касаясь этих мест. К диагональным планкам с каждой стороны крепятся нарожники, которые связывают накосный каркас и мауэрлат. Рядовые брусья и нарожники монтируются под прямым углом относительно конька.

    Способы усиления вальмовой кровли

    Устройство усиления вальмовой крыши будет зависеть от размера дома. Самыми распространенными являются способы:

    Устанавливать на углы кровли шпренгели со стойкой, которая подпирает диагональное стропило. Шпренгелем называется брус, который перекидывается между двумя плечами мауэрлата, образующими угол. Если построить шпренгель вдалеке от угла, то для большей надежности рекомендуется построить шпренгельную ферму.

    Схема усиления вальмы шпренгелем.

    На затяжку или перекрытие (если оно железобетонное) устанавливаются стойки, выполняющие функции «полок», подпирающих каркас посередине.

    В случае слишком большой длины диагональных стропил вместо одного бруса нужно использовать сдвоенные балки.

    Сейчас вы знаете, как сконструировать вальмовую крышу собственноручно. Теперь нужно построить обрешетку и утеплить крышу и тогда строительство кровли можно считать завершенным.

    Вентиляция вальмовой крыши

    Вентиляция крыши так же важна, как и ее утепление. Поэтому вот некоторые советы по устройству вентиляционной системы вальмовой крыши.

    В ветровой подшивке нужно сделать вход воздуха, а его выход ближе к коньку, сверху. Если подшивка ветровых выполнена из дерева, то ее доски можно разместить с зазором в несколько миллиметров. Если же подшивка выполнена из пластика, то ее элементы должны перфорироваться. Такие панели еще известны как софиты.

    Если подшивка уже собрана плотно в готовом виде, то можно вставить в нее вентиляционные решетки небольшого размера. Они производятся с диаметром 5 см с сеточкой и любых цветов. Располагаются они приблизительно на расстоянии 80 см друг от друга по длине ветровой.

    Вальмовая крыша — стропильная система

    Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

    Особенности конструкции вальмовой крыши

    Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

    Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

    Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

    Основные конструктивные узлы

    • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
    • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
    • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
    • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

    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.

    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 своими руками

    Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

    Угол наклона

    При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.

    В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.

    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 , от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
  • Металлическая фальцевая кровля — должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.
  • Правильный расчет площади

    Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши — это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.

    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.

    Расчет стропильной системы

    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.
  • Монтаж стропил

    1. 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.
    2. 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.
    3. Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.

    Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

    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 стропильная система вальмовой крыши усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.

    Стропильная система вальмовой крыши

    Вальмовой называют крышу с четырьмя и более скатами, образующую скаты с одинаковым наклоном как с торцовых, так и фронтонной стороны постройки. При этом такая крыша более сложна по конструкции, чем обычная двускатная, но лучше сопротивляется ветровым нагрузкам.

    Конструктивные особенности вальмовой крыши

    Наиболее характерный элемент вальмовой крыши – стропильная система. Она состоит из элементов, показанных на иллюстрации.

    • Конек или коньковый брус – наиболее нагруженная часть конструкции, на которое опираются стропила (стропильные ноги).
    • Стойки поддерживают конек, воспринимая нагрузку от веса кровли и передавая ее на стены здания.
    • Угловые (накосные, наклонные) стропила формируют характерную геометрию крыши.
    • Балки, образующие стропильную систему, делятся на короткие (укороченные, нарожники) и длинные – центральные и промежуточные. При этом с учетом строения кровли, представляющей собой состыкованные детали – две равнобедренных трапеции по длинным сторонам и два равнобедренных треугольника по коротким – длинные стропила идут вниз от конька, а короткие – от накосных стропил.
    • Все доски опираются на нижний брус (обвязку или мауэрлат) или непосредственно в кладку стены, как показано ниже.

    Следует обратить внимание, что для жесткости и прочности конструкции центральные промежуточные стропила (те балки, что сходятся к концам конькового бруса по треугольным и трапецевидным скатам) соединяются. Промежуточные и укороченные элементы такой связи не имеют.

    При описании устройства стропильной системы вальмовой крыши используются также термины:

    • лежень – это несущая балка, используемая для установки подпорок (стоек) конькового прогона. Она опирается на расположенную внутри дома капитальную стену;
    • мауэрлат – прямоугольная рама, уложенная поверх наружных стен дома и связанная с ними. Служит место для крепления концов стропил, длинных и укороченных;
    • шпренгель – дополнительная стержневая конструкция, усиливающая основную несущую стропильную систему, обычно устанавливается под диагональными стропильными ногами;
    • подкосы и раскосы – наклонные балки, усиливающие основную конструкцию и придающие ей жесткость.

    Различные названия элементов связано с использованием отечественных и переводных терминов.

    Положение центральной стены, на которую будет смонтирован лежень, может дать различное опирание стержневой системы. При этом, как показано на иллюстрации, количество и расположение усиливающих конструкцию элементов, зависит от величины прогонов. Симметричная кровля более удобна в расчете и монтаже, поскольку не требует уточнения смещения приложенной нагрузки.

    Расчет элементов вальмовой стропильной системы

    При расчете стропильной системы вальмовой крыши учитываются такие данные:

    • планируемый скат кровли. Зависит от снеговых и ветровых нагрузок в регионе;
    • высота конька – связана с углом ската и наличием/отсутствием под кровлей эксплуатируемых помещений (мансарды, чердака);
    • материалы стропильной системы и кровельного покрытия;
    • необходимость утепления кровли. С учетом запланированного теплоизолирующего материала рассчитывается расстояние между стропилами.

    Информацию для расчета можно найти в СНиПах, на сайтах производителей кровельных и изолирующих материалов.

    Расчет угла ската кровли, высота конька

    Вид вальмовой кровли в разрезе позволяет зримо представить базовые элементы расчета: высоту конька, угол ската и длину заложения (прогона). Цифры на иллюстрации предложены условно, с учетом часто встречающихся для частных домов средних размеров величин.

    В зависимости от того, что является необходимостью – получение под кровлей мансарды (чердака) требуемой высоты или соблюдение приемлемого для погодных условий региона ската кровли, при расчете ориентируются либо на высоту конька, либо на угол наклона.

    Подробно нюансы выбора уклона кровли в зависимости от погодных условий (количества осадков и ветровых нагрузок) рассмотрены в статье. Для практического же расчета следует использовать подходящие для частной застройки углы скатов 25…45 градусов (для вальмовых крыш обычно не применяются более крутые склоны) и равное влияние ветра на все скаты вальмовой крыши.

    Порядок расчетных действий:

    1. определение зоны расположения здания по снеговым и ветровым нагрузкам (используются карты РФ с соответствующим делением на зоны и указанием нормативной нагрузки на квадратный метр кровли);
    2. расчет снеговой нагрузки с учетом коэффициента наклона кровли (0,7 для 25…60 градусов, интерполируется в зависимости от угла наклона);
    3. расчет ветровой нагрузки с учетом этажности и окружения здания;
    4. суммирование полученных нагрузок;
    5. проверка соответствия расчетных данных допустимым;
    6. определение высоты конька с учетом ширины здания и полученного угла ската;
    7. проверка полученной высоты желаемому способу эксплуатации подкровельного пространства;
    8. при несоответствии высоты конька необходимой высоте помещения изменение угла ската из допустимого диапазона и повтор пунктов 2…8.

    Пример расчета высоты конька

    Для здания, расположенного в районе Уфы (снеговая зона 5, ветровая 2) с предполагаемым углом ската 30 градусов и общей шириной 8 м, расположенного в зоне частной малоэтажной (до 10 м) застройки высота конька составит:

    Для устройства мансардного помещения такой высоты недостаточно.

    Однако угол ската даст сравнительно небольшую нагрузку на кровельную конструкцию. Нагрузка от снега составляет исходных данных (уклон 30 градусов) 320 кг/м.кв., от ветра – 42 кг/м.кв. При коэффициенте 0,7 для снеговой нагрузки и 0,65 (высота строения до 10 м, зона частной застройки) суммарная нагрузка на стропильную конструкцию составит:

    Такой уровень нагрузки позволит использовать деревянные стропила и другие элементы конструкции, не увеличивая затраты на строительство.

    Расчет длины конькового прогона

    Определить длину конька (конькового прогона) можно на основании выбранного угла ската и длины здания. Учитывается также нагрузка на конек от выбранного типа стропил. При висячих стропильных конструкциях две встречные балки опираются на мауэрлат и друг на друга. Вверху они скрепляются более или менее жестко или опираются на коньковый прогон. Если в доме есть внутренняя несущая стена, на которую допустимо через лежень смонтировать стойки для конька – нагрузка на него от стропил распределяется лучше и заметно уменьшается. В упрощенном виде можно сказать:

    • при ширине дома более 7 метров желательно дополнительное опирание конькового прогона (на лежак через стойки);
    • при длине здания свыше 10 метров необходимо проверять коньковую балку на прогиб (расчет требует минимальных знаний сопромата и сведений о собственном весе кровли – стропильной системы, тепло- и гидроизоляции, покрытия – и снеговых нагрузок).

    Обычно длину конькового прогона рассчитывают графически, используя свойства геометрических фигур.

    Пример расчета длины конька

    Для уже использованных значений (угол ската 30 градусов, ширина дома 8 м и длина 12 м) длина конька составит:

    Где MN =H x ctg α, то есть угла ската. Таким образом при высоте конька 2 м и угле 30 градусов MN = 3,45 м.

    Тогда L = 12 – 2 х 3,45 = 5,1 м.

    Расчет длины центральных стропильных ног

    Накосные стропила также рассчитываются на основании тригонометрических формул. Для начала определим длину промежуточного стропила, она одинакова для трапецевидного и треугольного скатов. Зная высоту конька и расстояние от его конечной точки до свеса крыши, используем теорему Пифагора, то есть определим длину гипотенузы прямоугольного треугольника CMN при известных катетах СM и MN:

    CN 2 = СM 2 и MN 2 = 2 2 + 3,45 = 15,9 м, то есть CN = 3,98 м.

    По тому же принципу рассчитываем длину диагонального стропила:

    Для укороченных стропил решаем ту же задачу с учетом шага размещения стропильных балок и, соответственно, уменьшением катетов треугольника. Обычно точные расчеты стропил вальмовой крыши не производятся, длина подрезается «по месту».

    При выполнении расчетов важно учитывать тип узлов опирания стропильных ног друг на друга, на конек, на мауэрлат и давать запас на длину стропил.

    Расчет сечения стропил и шага между ними

    Опирание стропил на балки вальмовой крыши происходит с разным шагом в зависимости от снеговой нагрузки, сечения элементов конструкции и выбранного сорта и породы древесины. Традиционно для стропильных систем выбирают сосну 1…2 сорта.

    Учитываются также длины стропильных ног. Это необходимо, чтобы подобрать такое сечение, которое позволит избежать прогиба балки и/или продемонстрирует необходимость установки подкосов.

    Для упрощения расчетов сечения стропил используются онлайн-калькуляторы.

    Полученные в одном из таких калькуляторов итоговые данные выглядят следующим образом:

    Здесь под вальмами понимаются треугольные участки кровли.

    Следует отметить, что ширина свеса (заходящая за пределы мауэрлата часть кровли) и шаг, а также сечения стропил и досок обрешетки выбраны средними для таких габаритов здания. При выборе иных значений в исходные данные необходимо вносить корректировки.

    Способы крепления стропил вальмовой крыши

    На иллюстрации ниже представлено несколько современных способов крепления стропильных балок к мауэрлату.

    При этом используются способы с запилом балки по месту (или предварительно, с вспомогательными опорными элементами и накладками-кобылками для удлинения стропил и увеличения свеса по мере необходимости.

    Укороченные стропильные балки к диагональным крепятся немного иначе, поскольку нагрузка на них снижена и обычный способ монтажа не подходит.

    Крепления балок в коньковой части также имеют отличия. Выбор конкретного способа зависит от навыков работы строителей, имеющихся крепежных материалов и планируемого типа гидроизоляции.

    Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев особенно ответственна, поскольку этот узел обеспечивает жесткость всей конструкции.

    Монтаж обрешетки

    При устройстве обрешетки следует учитывать плотность ее настила, сечение выбранной доски и последовательность создания гидро- и теплоизоляционного слоя. Это отдельные большие темы, требующие всестороннего освещения, поэтому в рамках данной статьи следует учесть:

    • расположение досок или планок обрешетки на углах кровли (по диагональным стропилам) должно совпадать;
    • количество, сечение и способ установки обрешетки зависит от выбора кровельного материала и изолирующих слоев;
    • устройству обрешетки следует уделять не меньшее внимание, чем монтажу стропильных конструкций.

    Заключение

    При любой конструкции стропил вальмовой крыши правильно устроенная система легко выдерживает нагрузку от собственного веса и атмосферных осадков. Однако сложность построения схемы вальмой кровли и расчет стропильной системы требует работы профессионалов, то же самое касается и монтажа. Браться за самостоятельный расчет и возведение такой крыши стоит только при наличии достаточного опыта строительства.

    Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

    Вальмовые крыши обладают многими достоинствами. Они красивы, надёжны при любых погодных нагрузках, четырёхсторонняя конструкция позволяет эффективно утеплить дом со стороны кровли. Некоторую сложность представляет устройство стропильной системы. С её схемами и расчётами мы разберёмся в этой статье.

    • Разновидности вальмовой крыши
    • Схема и основные элементы
      • Основные элементы стропильной системы
      • Элементы усиления вальмовой стропильной системы
    • Расчёт стропильной системы
      • Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов
      • Расчёт основных стропильных элементов
    • Расчёт площади кровельного покрытия

    Вальмовые крыши, называемые иногда голландскими и датскими, отличает добротность, надёжность и эффектный европейский дизайн. Стропильная основа таких крыш состоит из многих основных и усиливающих элементов, требующих прорисовок или трёхмерных чертежей, точных расчётов и исполнения.

    Разновидности вальмовой крыши

    К вальмовым крышам, кроме базовой классической конструкции, состоящей из двух трапецеидальных скатов и двух треугольных торцевых вальм, относятся и их разновидности:

    1. Полувальмовая двухскатная.
    2. Полувальмовая четырёхскатная.
    3. Шатровая.
    4. Вальмово-фронтонная.

    Полувальмовая двухскатная крыша

    Полувальмовая четырёхскатная крыша

    Шатровая крыша

    Вальмово-фронтонная крыша

    Каждая разновидность имеет свою схему стропильной системы. Далее мы рассматриваем и рассчитываем классическую вальмовую крышу.

    Схема и основные элементы

    Для выполнения расчёта стропильной системы нужно ознакомиться с её базовой схемой, основными и вспомогательными элементами.

    Основные элементы стропильной системы

    К основным элементам относятся (см. рис. ниже):

    1. Мауэрлат. Представляет собой брус, зафиксированный по периметру наружных стен с отступом от внешнего края. Крепится к стене. Мауэрлат рассредотачивает нагрузку от давления стропил, связывает стропильную систему со стенами дома, является основой кровли.
    2. Конёк. Верхняя перекладина для скрепления стропил скатов крыши. Высота расположения конька находится в зависимости от угла наклона скатов. Придаёт системе жёсткость и прочность.
    3. Центральные стропила скатов. Осуществляют опору концов конька на боковые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 4 шт. — по 2 шт. на каждом скате.
    4. Центральные стропила вальм. Осуществляют опору концов конька на торцевые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 2 шт. — по 1 шт. на каждой вальме.
    5. Накосные ноги (диагональные, угловые стропила). Соединяют углы мауэрлата с торцами конька. Являются частью несущей конструкции. В стропильной системе их 4 шт.
    6. Промежуточные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам ската между ними с одинаковым шагом, опираясь на боковую часть мауэрлата и брус конька. Если длина конька незначительна — могут не применяться.
    7. Укороченные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам скатов и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на боковую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.
    8. Укороченные стропила вальм или нарожники. Устанавливаются параллельно центральным стропилам вальм и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на торцевую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.

    Схема и основные элементы стропильной системы

    Подробнее о креплении стропил к мауэрлату вы можете прочитать в нашей статье.

    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.

    Элементы усиления

    Расчёт стропильной системы

    Расчёт системы включает выбор угла наклона скатов и вальм и расчёт длин основных и вспомогательных её элементов.

    Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов

    Выбор угла скатов и вальм колеблется в пределах 25–45° и зависит от желания иметь чердачное помещение, принятого кровельного материала, оценки статических (вес кровли) и динамических (ветровых, снеговых) нагрузок.

    В шатровых крышах угол наклона вальм и скатов одинаковый. В вальмовых крышах также зачастую принимают одинаковые углы с точки зрения эстетики, но они могут отличаться, если именно такой является задумка архитектора.

    Рекомендации по применению кровельных материалов

    Для лучшего понимания алгоритма расчёта рассмотрим в качестве примера вальмовую крышу дома со сторонами 8 и 12 м, и высотой расположения конька — 2,5 м. Угол наклона скатов примем в 35°, а угол наклона вальм — 45°.

    Расчёт основных стропильных элементов

    Классическая вальмовая крыша представляет собой два ската в форме трапеций, соединённых в коньке, и две вальмы — торцевых ската в форме треугольников.

    Для начала нужно вспомнить некоторые формулы из школьной программы алгебры. Это отношение длин сторон прямоугольного треугольника, выраженное через тригонометрическую функцию угла и теорема Пифагора.

    Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

    Теорема Пифагора

    Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

    Выполним расчёт основных элементов стропильной системы.

    1. Рассчитаем длину центрального стропила вальм CD, которое является высотой равнобедренного треугольника (вальмы) и гипотенузой прямоугольного треугольника, высота которого равна высоте конька (CE = 2,5 м). Угол наклона вальмы α = 45°. Sin 45° = 0,71 (по таблице Брадиса).

    Угол наклона крыши tg α sin α
    0,09 0,09
    10° 0,18 0,17
    15° 0,27 0,26
    20° 0,36 0,34
    25° 0,47 0,42
    30° 0,58 0,50
    35° 0,70 0,57
    40° 0,84 0,64
    45° 1,00 0,71
    50° 1,19 0,77
    55° 1,43 0,82
    60° 1,73 0,87

    Согласно тригонометрическому соотношению:

    • СD = CE / sin α = 2,5 / 0,71 = 3,52 м

    2. Определим длину конька K. Для этого из предыдущего треугольника найдём длину основания ED, воспользовавшись теоремой Пифагора:

    Длина дома: BL = 12 м.

    • CF = 12 – 2,478 х 2 = 7,044 м

    3. Длина угловых стропил CA также может быть получена из теоремы Пифагора для треугольника ACD. Половина ширины дома AD = 8 / 2 = 4 м, CD = 3,52 м:

    4. Длина центральных стропил ската GF — гипотенуза треугольника, катетами которого являются высота конька H (CE) и половина ширины дома AD:

    Промежуточные стропила скатов имеют ту же длину. Их количество зависит от шага и сечения брусьев и определяется по расчёту совокупной нагрузки, в том числе погодной.

    Данные таблицы соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

    Шаг стропил, см Длина стропил, м
    3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
    215 100х150 100х175 100х200 100х200 100х250 100х250
    175 75х150 75х200 75х200 100х200 100х200 100х200 100х250
    140 75х125 75х125 75х200 75х200 75х200 100х200 100х200
    110 75х150 75х150 75х175 75х175 75х200 75х200 100х200
    90 50х150 50х175 50х200 75х175 75х175 75х200 75х200
    60 40х150 40х175 50х150 50х150 50х175 50х200 50х200

    Сравним максимальное, среднее и минимальное сечение бруса при длине 4,717 м (смотрим значения для 5,0 м).

    При сечении 100х250 мм шаг составит 215 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 2,15 = 3,28 отрезков. Округляем в большую сторону — до 4. Число промежуточных стропил одного ската — 3 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,1 · 0,25 · 4,717 · 3 · 2 = 0,708 м 3

    При сечении 75х200 мм шаг составит 140 см. При длине конька 7,044 м, число промежуточных стропил составит: 7,044 / 1,4 = 5,03 отрезков. Число промежуточных стропил одного ската — 4 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,075 · 0,2 · 4,717 · 4 · 2 = 0,566 м 3

    При сечении 50х175 мм шаг составит 60 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 0,6 = 11,74 отрезков. Округляем в большую сторону — до 12. Число промежуточных стропил одного ската — 11 шт.

    Объём пиломатериалов на оба ската:

    • 0,05 · 0,175 · 4,717 · 11 · 2 = 0,908 м 3

    Следовательно, для нашей геометрии оптимальным с точки зрения экономики вариантом будет сечение 75х200 мм при шаге 1,4 м.

    5. Для расчёта длин укороченных стропил ската MN опять придётся вспомнить школьную программу, а именно правило подобия треугольников.

    Подобие треугольников по трём сторонам

    Большой треугольник, который нам нужно усилить укороченными стропилами, имеет известные размеры: GF = 4,717 м, ED = 2,478 м.

    Если укороченные стропила будут установлены с тем же шагом, что и промежуточные, их количество составит в каждом углу по 1 шт.:

    • 2,478 м / 1,4 м = 1,77 шт.

    То есть образуется два отрезка с одним укороченным стропилом в середине. Маленький треугольник будет иметь катет, в 2 раза меньше ED:

    • BN = 2,478 / 2 = 1,239 м

    Составляем пропорцию подобных треугольников:

    Исходя из этого соотношения:

    При такой высоте сечение стропила принимаем по таблице — 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих скатов — 4 шт.

    6. Определение длины укороченных стропил вальм (нарожников) выполняется так же из соотношения подобных треугольников. Так как длина центральных стропил вальм СD = 3,52 м, шаг между укороченными стропилами может быть больше. При AD = 4 м укороченных стропил с шагом в 2 м будет по одной с каждой стороны центрального стропила вальм:

    • (2 · 3,52) / 4 = 1,76 м

    При такой высоте сечение стропила принимаем 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих вальм — 4 шт.

    Внимание! В наших расчётах мы не учитывали свес.

    Расчёт площади кровельного покрытия

    Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

    Площадь трапеции и треугольника

    Выполним расчёт для нашего примера.

    1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

    • S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

    2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

    • S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

    Суммарная площадь кровельного покрытия:

    • SΣ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

    Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: