Устройство стропильной системы вальмовой крыши

07.03.2017 814 Просмотров

Что же это за крыша?

Вальмовой называют четырехскатную крышу, у которой одна пара скатов имеет форму трапеции, а другая – треугольника. Эти треугольные скаты и называются вальмами. Слово «вальма» немецкого происхождения и обозначает оно – довольно неожиданно! — стог сена. Вроде бы ничего общего с крышей, но если вспомнить, что для этих земель традиционным кровельным материалом являлась солома, все становится на свои места! Укрытая соломой вальмовая крыша действительно похожа на аккуратный стог.

Треугольные скаты могут занимать либо все пространство от конька до карниза, либо только его часть. В последнем случае крыша будет называться полувальмовой. Такие крыши условно делятся на голландские и датские, в зависимости от того, где расположены вальмы – выше фронтона или ниже.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Какие бывают стропила

Стропила для вальмовой крыши бывают двух типов: висячие и наклонные. Висячие стропила делаются на основании двух опор, без какой-либо другой поддержки. Опорами стропилам служат стены.

Особенности такой системы в том, что она работает на изгиб и сжатие. Когда используют эту систему, на стены передаются распорные силы, горизонтально направленные. Их можно уменьшить с помощью металлической или деревянной затяжки для скрепления стропил. Затяжку делают у самого основания стропил, и она служит балкой перекрытия. Такую систему чаще выбирают при монтаже чердачных или мансардных кровель.

Наклонные стропила лучше использовать при строительстве дома, где имеется промежуточная несущая стена колонны. Опорами для торцов служат внешние стены. Внутренние части опираются на подпорки или внутреннюю несущую стену.

Особенность этой системы, что ее части также работают на изгиб. Правильно рассчитав ширину стропил и периметр строения, реально получить более легкую кровлю с минимальным затраченным строительным материалом. Монтируя крышу, виды стропил можно чередовать: в местах, где проходят внутренние стены, применять наклонные, а там, где стен нет, висячие.

Наклонные стропила лучше использовать, когда расстояние между опорными балками достигает 6 метров. Если есть опоры в промежутках, то ширину перекрытий желательно увеличить при помощи наклонных стропил до 12 метров. При наличии пары дополнительных опор она может быть 15 метров. Для того чтобы увеличить прочность соединения, его неплохо скрепить болтами или металлическими скобами.

В стропильных системах очень часто применяют шпренгели. Они служат для увеличения стойкости наклонных стропил. При изготовлении стропил чаще всего используют хвойные сорта деревьев. Их обязательно предварительно хорошо сушат и обрабатывают специальными средствами, которые предотвращают разрушение дерева и служат дополнительной защитой от огня.

Для монтажа вальмовой крыши к работе стоит подойти достаточно серьезно. Весь процесс займет немало сил и средств. Для получения желаемого эффекта стоит учитывать тот факт, что вальмовое покрытие достаточно сложное в строительстве, но прочное и надежное в использовании. Следует помнить, что стропильная система – это основа всего кровельного сооружения. Также нужно учесть, что прежде чем начинать работы, следует подготовить тщательно разработанный проект.

Читайте также:  Армирование плиты перекрытия своими руками

Начинать работы по кровле необходимо с мауэрлата, он будет опорой всей стропильной системы. Главная несущая деталь всего сооружения – это стропильные ноги, про этот факт забывать нельзя. При строительстве можно использовать висячие и наклонные стропила, а для увеличения надежности наклонных – шпренгели. Стропила, расположенные по диагонали, отвечают за то, чтобы удержать вес всей крыши. Если угол наклона крыши будет небольшой, то стропы и вся система должны быть дополнительно укреплены.

Нет статей по теме.

Стропильная система вальмовой крыши: составляющие элементы

Каркас вальмовой крыши состоит из следующих элементов:

  • прогон;
  • опорная доска;
  • мауэрлат;
  • обрешетка;
  • затяжки;
  • подкосы;
  • нарожники;
  • стропила рядовые;
  • стропила диагональные;
  • стропила накосные.

Стропильная система полувальмовой крыши состоит из тех же элементов конструкции.

Таким образом, детали крыши образуют стропильную ферму, в основании которой  — несколько треугольников. А, как известно, треугольник – самая жесткая геометрическая фигура. Следовательно, и ферма будет иметь высокие показатели жесткости. Основными несущими элементами конструкции являются стропильные ноги. Их установка производится в соответствии с выбранным углом наклона ската кровли.

Мауэрлат необходим для равномерного распределения массы всей стропильной системы крыши, всех ее элементов, на стены здания. Стропильные ноги нижними торцами опираются на наружные стены здания. Верхние торцы стропильных ног опираются на подконьковый брус, либо на промежуточные прогоны. Промежуточные прогоны и подконьковый брус имеют свое немаловажное предназначение. Они передают нагрузку  на несущие стены, при помощи системы стоек.

В зависимости от типа кровельного материала, выбранного сечения, стропильные ноги располагают на расстоянии до 2м друг от друга. Благодаря стропилам, крыша способна выдерживать любые влияния: вес кровельного покрытия, давление от осадков, нагрузку, создаваемую ветром.

Различают стропила двух видов:

Висячие опираются на две опоры, без промежуточной поддержки. Например, на стены сооружения. Вальмовая стропильная система такой конструкции работает на сжатие и изгиб. Так же конструкция создает распирающее горизонтальное усилие, которое передают стенам. Подобное усилие можно снизить посредством металлической или деревянной затяжки, соединяющей стропильные ноги. Затяжку можно расположить в основании стропил. В данном случае, она будет нести функцию балки перекрытия. Это наиболее популярный вариант при возведении мансардной или чердачной крыши. Так же затяжку можно расположить выше. В таком случае, никаких функций она не будет иметь, кроме закрепляющих.

Чем выше располагаются элементы затяжки, тем мощнее и крепче должны быть балки и системы креплений стропильной системы.

Наслонные стропила, как правило, устанавливаются в тех домах, где имеются столбчатые опоры либо средняя несущая стена.  Торцы наслонных стропил опираются на наружные стены здания. Соответственно, средняя часть стропильной системы опирается либо на несущую внутреннюю стену, либо на опоры. Элементы данной стропильной системы функционируют аналогично балкам – на изгиб. При соответствующей периметру здания — ширине стропильной системы, крыша выйдет более легкой, потребуется гораздо меньше затрат на пиломатериалы. Соответственная, такая система более выгодна с точки зрения экономических затрат.

В процессе монтажа стропильной конструкции, наслонные и висячие фермы вполне можно чередовать. Так, например, в местах, где отсутствуют промежуточные опоры, используется вариант висячих стропил. В тех местах, где промежуточные опоры в наличии, используют наслонный вариант. Наслонные стропила монтируют в том случае, если расстояние между опорами не более 6 метров. Если имеется в наличии дополнительная опора, то ширину перекрытия можно увеличить наслонными стропилами до 12 метров.  Если имеются еще две дополнительные опоры – то до 15 метров.

Для того, что бы соединение было более прочным и надежным, его можно закрепить дополнительными саморезами или болтами, нагелем и скобой. Что бы соединить между собой составные части затяжек, используют зуб, болты и накладки из прочного металла.

Помните, что согласно требованиям СНиП, возведение стропильной системы должно происходить в соответствии с техническими правилами безопасности.

Очень часто конструкция стропильной системы вальмовой крыши состоит из конструктивных элементов, таких как шпренгель, который необходим для усиления прочности накосных стропил. Как правило, элементы стропильной системы выпускаются из дерева, а точнее из хвойных пород. Предварительно их высушивают до такого состояния, пока влажность будет составлять около 15%.

Читайте также:  Глубина опирания плит перекрытия на кирпичную стену

В случае, когда предполагается устанавливать стропильные ноги с большими пролетами, это не только увеличивает их длину, но и придает еще большую прочность. Так же, для того, что бы конструкции стали более защищенными от воздействия окружающей среды, их необходимо покрывать защитными растворами. Такая операция может показаться затратной, однако обработка поспособствует увеличению срока службы стропильной системы.

Разметка перекрытия под стропильную систему

Вальмовая крыша своими руками пошагово должна строиться без отклонений от этапов работы. А поэтому после всех произведенных расчетов необходимо сделать разметку пространства под установку стропильной системы. Меточные работы можно производить с помощью специальной линейки, сделанной из фанеры. На нее удобно наносить все отметки. Для разметочных работ нужно действовать таким образом:

Разметка перекрытия под стропильную систему
  • По торцевым стенам дома на мауэрлате намечаем центральную ось. Это будет точка расположения конька. При этом важно учесть толщину бруса для коньковой планки, чтобы в итоге она поделилась надвое в оси пересечения.
  • Теперь нужно отметить длину конька на получившемся отрезке.
  • От одного конца предполагаемого места конькового бруса прокладываем линию к длинной стене дома. Получаем место расположения центрального стропила. Параллельно ему будет располагаться и вторая нога.
  • Затем под углом по отношению к торцу конька вымеряем расположение угловых стропил. Как мы помним, они тянутся от концов конька к углам коробки дома.
  • Теперь один край нашей рейки необходимо приложить к намеченной оси, а другой ее край располагаем строго по центру длинной стены. Это будет точка опоры промежуточного стропила. Согласно длине конька их нужно расположить с шагом 50-60 см до угловых стропил.
  • И уже по имеющейся разметке углового стропила намечаем расположение боковых ног каркаса.

Мауэрлат

Популярным методом закрепления стропильных систем внизу считается соединение с мауэрлатом. Но, несмотря на распространение, чтоб выполнить данную работу качественно, необходимо знать некоторые нюансы. Ведь если что-то пойдет не так, это может отразиться на надежности и сроке эксплуатации всей крыши.

  • Перед тем, как осуществлять крепеж стропила к мауэрлату, снизу стропильных ног необходимо сделать специальные врезки. Устанавливать конструкцию без них не рекомендовано, так как в нагрузке грань бруска будет соскальзывать с гладкого покрытия балки.
  • Что же касается выемок в самом мауэрлате (сделать их или же не стоит), может зависеть от тех материалов, из которых он изготовлен.
  • В случае использования древесины из твердой лиственной породы, опытные мастера советуют сделать надрез в балке мауэрлата – она совокупно с проделанным резом стропильной ноги надежно создаст замок «в упор». А когда вы используете мауэрлат из хвойных пород, прорезь осуществлять нежелательно – она приведет к возможному послаблению для всего обустройства.
  • От методики скрепления стропил с мауэрлатом может зависеть надежность крыши при различных условиях погоды.
Мауэрлат

Как скрепить с мауэрлатом

Сложная вальмовая крыша

Схемы сложных вальмовых конструкций, предусматривающих наличие дополнительных элементов типа мансардных окон или эркера, не сильно отличаются от представленной выше. Основные расчеты и порядок формирования стропильной конструкции остается прежним.

При наличии в вальмовой крыше мансардных окон важно учитывать шаг стропильной системы и вычесть площадь окон из общей площади. При создании крыши с эркером, то есть крышей над пристройкой, башней к дому, производится стыковка вальмовой конструкции с какой-то иной: двускатной, шатровой и т.д. Для этого в стропильную систему вносятся необходимые дополнения в виде дополнительных опор для данной пристройки.

Любая сложная многосоставная кровля проектируется и монтируется как соединение простых элементов и данный случай не является исключением. Все дополнительные элементы примыканий к вальмовой крыше должны рассчитаться отдельно и быть внесены в общий план.

Конструкция вальмовой крыши при своем проектировании основывается на достаточно сложных расчетах. От их точности зависит успех в ее возведении и эксплуатационные характеристики. Поэтому так важно не пренебрегать созданием схем и чертежей при обращении к данному типу кровли.

Материалы

Лучший материал для стропильной системы — кедр, легкий, прочный и стойкий к гнили. Однако на практике куда чаще используются более дешевые: ель, пихта и сосна. У всех нагруженных элементов стропильной системы (стропильных ног, ригелей и стоек) должны отсутствовать пороки древесины, влияющие на прочность:

  • Крупные выпадающие сучки;
  • Косослой (отклонение направления волокон от продольной оси бруса);
  • Косые трещины;
  • Гниль.
Материалы

Типичное сечение лежней и стоек — 100х50 мм. Сечение стропил определяется их длиной и шагом между стропильными ногами: чем он больше, тем большая нагрузка ложится на отдельный брус. Подобрать оптимальное сечение стропила можно по таблице строчкой ниже.

Таблица подбора сечения стропила в зависимости от длины и шага.

Читайте также:  Плавающий пол - звукоизоляция в доме, квартире межэтажных перекрытий

Инструменты для строительства вальмовой крыши

Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.

Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.

Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.

Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.

Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.

Монтаж стропильной системы

Монтаж начинать следует с балок для перекрытия, которые крепят на мауэрлат, к ним крепят стропильные ноги. Важно учитывать виды мансардных крыш.

Далее поэтапно выполняют ряд работ:

Монтаж стропильной системы
  • Отметить в центре балок место установки конькового элемента и опор;
  • На равном расстоянии установить стойки из досок, равным по сечению балкам перекрытия. Крепить из следует уголками, предварительно временно закрепив гвоздями для определения точности установки;
  • Первую пару стоек скрепляют затяжками из брусков;
  • На получившуюся конструкцию в П-образной форме крепятся стропила, которые устанавливаются либо на мауэрлат, либо на балку перекрытия с помощью вырубки паза;
  • Установить коньковые стропила, соединив их болтами с шайбами или металлическими накладками;
  • Жесткость конструкции обеспечивают подкосы, которые крепятся к центру бокового стропила и стойке и бабки, которые монтируются в центре затяжки.

Другие фермы выполняются аналогично и закрепляются между собой прогонами. Расстояние между фермами может быть от 60 ми до метра.

Для закрепления узлов мансардной конструкции и придания им прочности необходимо сделать их фиксацию скобами. Далее устанавливается обрешетка.

Монтаж стропильной системы

Монтаж стропильной системы

Схема монтажа

Процесс возведения

Вальмовая крыша своими руками строится по четкой инструкции, которая описывает последовательность каждого шага. Чтобы результат оправдал затраченное время и материалы, работы следует выполнять согласно технологии:

Процесс возведения
  1. Установка затяжек. В качестве затяжек можно использовать балки перекрытия, нам необходимо как минимум два таких элемента, чтобы установить на них стойки. Опытные мастера поверх балок сооружают дощатый настил, чтобы построить стропильную систему было удобнее, безопаснее.
  2. На затяжки монтируют две стойки. Стоек при необходимости может быть больше, однако без необходимости утяжелять конструкцию не стоит. Пока система не приобрела устойчивость, стойки закрепляют вертикально временными подкосами.
Процесс возведения

Крыша вальмового типа оптимально подходит для честного строительства, но, чтобы построить ее самостоятельно, необходимы расчеты, проект и терпение, без которого невозможно добиться успеха.

Процесс возведения

Виды четырехскатных крыш

В каждой стране есть свои строительные традиции и предпочтения стилей. Какие виды вальмовых крыш используются архитекторами?

Таблица. Виды четырехскатных крыш.

Виды четырехскатных крыш
Вид вальмовой крыши Краткое описание
Классическая Самая простая крыша, имеет два вальмовых ската правильной треугольной формы и два наклонных в форме трапеций. Чем ниже угол наклона скатов, тем больше можно делать свес для защиты фасада и придомовой территории.
Шатровая Все скаты сходятся в одной точке, конек крыши отсутствует. Используется в качестве покрытия зданий правильной квадратной формы.
Датская вальмовая крыша Удачная попытка усовершенствовать классические вальмовые крыши. Вальмовые скаты немного опущены, что позволяет устанавливать небольшие окна. Имеет существенный недостаток – за счет установки окон еще более усложняется и так непростой монтаж стропильной системы. Есть более сложные варианты такой крыши – над окном делается еще один небольшой вальмовый скат.
Полувальмовая Имеет невысокие фронтоны и над ними небольшие вальмы. Особенность такой конструкции – все стропильные ноги упираются на параллельные несущие стены. За счет этого немного упрощается конструкция и увеличивается чердачное пространство.

В датскую крышу можно встроить полноценные вертикальные окна

Виды четырехскатных крыш

Еще одна разновидность сложной датской вальмовой крыши с двумя скатами в коротком торце

Виды четырехскатных крыш

Ломаная форма крыши позволяет рациональней использовать пространство мансарды, но обходится дороже

Ломаная четырехскатная крыша — отличительная черта традиционной архитектуры Китая, Японии и Кореи. Только излом они делают не в ту сторону, в которую привыкли мы

Виды четырехскатных крыш

Эта крыша вальмовая, но скатов намного больше, чем четыре. Но принцип, по которому собирается стропильная система — такой же, как у простой четырехскатной

Универсальных рекомендаций по выбору типа четырехскатной крыши нет, каждый застройщик должен принимать решение самостоятельно или после консультаций с архитекторами. Но всегда следует помнить, что есть иные, более дешевые и удачные варианты стропильных систем.

Виды четырехскатных крыш