Стропильная система вальмовой крыши конструкция и монтаж

Вальмовые конструкции крыш

Плоскостной план вальмовой крыши. C его помощью можно быстро рассчитать площадь кровли.

Прежде чем приступать к устройству вальмовой крыши, необходимо выполнить чертеж стропильной системы. Это облегчит производство монтажа и поможет выполнить расчет необходимого количества строительного материала. Для этого нужно определиться с будущим уклоном скатов крыши. Больше материалов необходимо для обустройства крыши с большим уклоном. Точный расчет будет гарантией долговечности службы вашей крыши, ее надежности и внешнего вида.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши следует начать с мауэрлата, на который будут опираться стропила. Под мауэрлат необходимо оборудовать армирующий пояс из железобетона, он поможет усилить несущую способность стены.

Формула расчета вальмовой крыши. Угол наклона скатов трапецивидной формы является определяющим.

Поверх кирпичной стены устанавливается опалубка, в которую располагают арматурный каркас, после чего горизонтально заливают бетон. В процессе работы в каркас крепятся из оцинкованного металла шпильки 10 мм диаметром. Они должны выступать из мауэрлата на 3 см. После застывания бетона верхнюю его часть обрабатывают горячим битумом и клеят рубероид. Это поможет сохранить древесину мауэрлата от гниения. Сверлят отверстия в брусе и насаживают его на выступающие шпильки, и затягивают гайки.

Для мауэрлата используется, как правило, деревянный брус, предварительно обработанный антисептиком, сечением 100*150 мм или 150*150 мм. Параллельно будущему коньку на мауэрлат укладывают центральную балку. Позже на эту балку будут устанавливаться стойки, которые будут поддерживать конек.

Составляющие конструкции каркаса

Стропильная система четырехскатной крыши – это каркас, который состоит из различных стропил вальмовой крыши: рядовых, накосных, диагональных, нарожников, затяжек, подкосов. Для усиления накосных стропил иногда используется такой конструктивный элемент, как шпренгель.

Шпренгель представляет собой балку из бруса, прокинутую на угол по пересекающимся стенам наружи. Для того чтобы балка не прогибалась, устанавливают два подкоса в шпренгельную конструкцию. Такую опору называют шпренгельная ферма.

Схема разметки крыши вальмового типа.

Все стропила изготавливаются из хвойных пород древесины, они должны быть высушены до 20% влажности. Методом спаривания двух досок удлиняют стропильные ноги, что придает дополнительную прочность. Антисептическим средством обязательно должны обрабатываться все элементы стропильной системы из дерева. Устройство стропильной системы начинают с установки вертикальных стоек, которые поддерживают прогон (коньковый брус). Стойки крепятся к центральной балке. После выполняют монтаж диагональных стропил.

Стропилом можно быть обрезная доска сечением 50*150 мм. Главным элементом стропильной системы является накосная нога или диагональное стропило, которое несут основную нагрузку. Диагональные стропила должны быть одинаковой длины. Свесы кровли делаются в пределах 60 см, но могут доходить до метра в местах больших ветровых нагрузок.

Сложнее всего состыковать правильно диагональные стропила, коньковый брус и центральное стропило с торцевой части дома. В первую очередь устанавливаются накосные стропила, потом рядовые с расстоянием в пределах 60 см. К коньковому брусу и мауэрлату рядовые стропила крепят способом врубки, дополнительно фиксируют постановкой верхних ригелей и стяжек; к диагональным стропилам крепятся с каждой стороны, которые скрепляют накосные стропила с мауэрлатом.

Монтаж рядовых нарожников и стропил выполняется под углом 90 градусов к коньку параллельно друг другу. Шпренгель – брус, который укладывают на две стены, сходящиеся углом. На брус устанавливают вертикальную стойку.

Разновидности четырехскатной крыши

Существует несколько разновидностей вальмовых крыш, среди которых выделяют следующие виды :

1. Классическая четырехскатная кровля предполагает прямые стропила. В такой конструкции угловые ребра идут непосредственно от конька, а свесы расположены на одной высоте. У основного типа четырехскатной крыши торцевые стороны сделаны в форме треугольника, а другие стороны выполнены в форме трапеции. Большие свесы отлично защищают фасад от дождя.

Шатровая вальмовая конструкция представляет собой четырехскатную крышу, у которой все ребра сходятся в центральной точке.

Шатровая крыша больше подходит для квадратного плана дома.

Датская четырехскатная крыша представляет собой вальмовую кровлю, у которой в верхней части коротких скатов расположены фронтоны.

Конструкция датской крыши позволяет встроить полноценные вертикальные оконные блоки.

Ломаная вальмовая конструкция именуется мансардной четырехскатной кровлей. Она сложнее в сооружении, но дает возможность отвести значительную площадь чердачного этажа под жилые помещения. Ломаная крыша обойдется дороже, но позволит рационально использовать площадь мансарды. Ломаная четырехскатная крыша является отличительной чертой традиционной архитектуры стран Востока: Китая, Кореи и Японии. Только излом восточные архитекторы делают в другую сторону.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши

Самым сложным этапом устройства стропильной системы вальмовой крыши своими руками являются узлы, стыковка конька, диагональных рёбер и центрального стропила торцевой стороны.

Разметка на объекте

Чтобы осуществить монтаж стропильной системы без дефектов, начинать работу нужно с разметки:

1. На верхних торцевых частях мауэрлата по центру отмечается осевая линия.
2. Также по центру осевого бруса отмечается линия центрального стропила.
3. С шагом до 60 см ставятся отметки для расположения промежуточных стропил на основании торца.
4. Рассчитывается длина стропил от центра торца до угла. С противоположной стороны парные стропила будут иметь такую же длину.

Последовательность монтажа стропильной системы вальмовой крыши

Устраивается гидроизоляция по периметру дома на стене. На неё укладывают мауэрлат

Особое внимание нужно уделить крепости основания по периметру и на углах дома.

Вертикальные стойки по высоте конька, согласно проекту, устанавливаются на параллельные прогоны, соединяющие периметр мауэрлата на одинаковом расстоянии.
На вертикальные стойки крепится коньковый брус.

К торцу конька крепятся диагональные рёбра по углам. Нижняя часть диагональных рёбер должна выступать ниже уровня карниза не меньше, чем на 60 см.

Попарно закрепляются накосные и рядовые стропила с помощью ригелей, стяжек

Обязательно закрепить угловые стропила нарожниками.

Далее устраиваются стропила на боковых скатах аналогично торцевым сторонам от центра к угловым рёбрам, попарно.

После устройства стропильной системы можно приступать к монтажу обрешётки и кровельным работам.

Устройство вальмовой крыши требует большой внимательности и тщательной подготовки к процессу, начиная с расчётов и замеров и заканчивая подготовкой необходимого оборудования и инструментов.

При условии правильного подхода к вопросу монтажа стропильной системы для вальмовой крыши, с несложной конструкцией можно справиться самостоятельно.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Расчет и строительство вальмовой крыши существенно сложнее возведения односкатных и двухскатных конструкций. Четырехскатная вальмовая крыша имеет два ската в форме трапеции, и два треугольных ската (вальма). Такая конфигурация позволяет противостоять высоким ветровым нагрузкам, надежно защитить строительные конструкции от внешних воздействий. Кроме того, получившееся просторное мансардное помещение может использоваться в качестве жилого (окна для естественного освещения монтируются на скатах кровли).

Четырехскатная крыша с коньковым прогоном может возводиться двумя способами: с наслонными или висячими стропилами. Использование наслонных позволяет сделать крышу более легкой, упрощает расчет и монтаж. Но в этом случае требуется, чтобы у строения имелась несущая средняя стена. Висячие стропила при строительстве вальмовой крыши могут применяться при небольшой ширине здания и отсутствии внутренних стен. Эксплуатационная нагрузка передается на наружные стены постройки.

Висячие стропила крыши вальмового типа опираются либо на балки перекрытия, либо на мауэрлат. Проектирование стропильной системы требует точных расчетов и составления подробных чертежей с указанием принципов монтажа крепежных узлов. Для небольших зданий правильной геометрической формы расчеты можно выполнить самостоятельно, в других случаях рекомендуется обратиться к профессионалам, так как погрешности проекта станут причиной существенного снижения надежности крыши при эксплуатации.

На первом этапе расчетов необходимо выбрать угол наклона вальмовой крыши, что напрямую влияет на ее высоту. Для системы с висячими стропилами оптимальный угол наклона составляет 40 – 60°. Чем выше будет расположен конек, тем больше материала потребуется для возведения крыши. При этом высокая крыша – лучший вариант для регионов, для которых характерно большое количество осадков. Более пологая кровля имеет меньшую парусность и лучше противостоит ветровым нагрузкам.

При выборе угла наклона вальмовой крыши рекомендуется придерживаться правила «золотой середины» и исходить из эстетических соображений. Можно выбрать угол наклона скатов, и исходя из этого, рассчитать высоту расположения конька. Либо наоборот, определить желаемую высоту крыши, а затем вычислить угол ее наклона.

Выполняя расчет вальмовой крыши, требуется обеспечить правильное позиционирование конькового прогона. Он должен располагаться строго параллельно несущим боковым стенам, точно по центральной оси здания и равноудалено от торцевых стен. В противном случае центр тяжести крыши будет смещен, что приведет к неравномерному распределению нагрузки на стропильную конструкцию и несущие стены, что чревато деформацией и разрушением крыши.

Чертежи, подготовленные в рамках разработки проекта, должны содержать информацию о расположении, сечении, форме и размерах всех элементов стропильной системы. Учитывается их вид и конструктивные особенности, особенности крепления, ширина пролета, длина конька, высота крыши.

Как правильно выполнить разметку вальмовой конструкции

Создание несущего каркаса крыш вальмового типа начинается только после того, как будет готова центральная кровельная часть с двумя скатами. Исходя из особенностей схемы крыши, нужно рассчитать, где соединится торцевая часть стропильной системы и конек

Верхняя часть обвязки кровли соединяется с другим концом бруса, как показано на фото.

В случае расположения дома в регионах с сильными порывами ветра, а также частыми ураганами нужно поработать над аэродинамическими свойствами будущей кровельной конструкции.

Для того чтобы четырехскатная вальмовая крыша своими руками возводилась без каких-либо недочетов, важно максимально точно разметить центральную часть системы стропил, поэтому, изначально, путем специальных замеров определяется середина торцевой стены постройки. Затем крепится заранее подготовленная заготовка стропильного элемента к коньковой доске и верхней части обвязки с последующей разметкой коньковой доски для вертикальных надпилов

На следующем этапе выполняется крепление центрального элемента стропильной системы к торцевой части конька. Если коньковая доска длиннее нужного размера, то излишки просто отпиливаются. И, в завершении контура, устанавливаются по подготовленной разметке угловые элементы конструкции стропил, которые отличаются большим прогоном, что не характерно для стандартных стропил.

Некоторые особенности монтажа

Любая четырехскатная крыша, даже если устройство разрабатывается для беседки, предполагает наличие сложной конструкции, притом что они могут быть оборудованы эркером различной формы.

В основании таких типов крыш лежит треугольник, что и обуславливает их высокую жесткость и устойчивость.

Основными элементами такой кровли, которые на себе несут главную нагрузку, являются стропильные ноги, проектированию и монтажу которых следует уделить особое внимание. Производя монтаж такой кровли своими руками, рекомендуется с максимальной точностью соблюдать правила и технологию строительства

Производя монтаж такой кровли своими руками, рекомендуется с максимальной точностью соблюдать правила и технологию строительства.

Кроме этого, следует использовать только качественные строительные материалы, обладающие необходимой прочностью и надежностью.

При возведении кровли четырехскатного типа следует особое внимание уделять всем угловым ее элементам, которые испытывают максимальное количество нагрузок. При необходимости выполнить сростки некоторых элементов каркаса, их следует дополнительно усиливать соответствующими стойками и подкосами, дающими возможность снизить общую нагрузку

При необходимости выполнить сростки некоторых элементов каркаса, их следует дополнительно усиливать соответствующими стойками и подкосами, дающими возможность снизить общую нагрузку.

Вообще четырехскатная кровля представляет собой сложный в конструктивном плане элемент дома, который должен быть выполнен в соответствии со всеми требованиями.

Последовательность монтажа четырехскатной крыши

Сбор кровельной конструкции состоит из нескольких последовательных этапов :

Первым делом монтируется мауэрлат. Такое название получила верхняя обвязка стеновой панели каркасных домов и верхний венец для срубов. В качестве мауэрлата используется деревянный брус с сечением 10×10, 10×15 или 15×15 сантиметров. Брус выбирается цельный по всей длине, без сучков и трещин.

Креплению мауэрлата уделяется особое внимание. В каменных строениях используют железобетонный монолитный пояс там, где мауэрлат будет опираться на него заранее вмонтированными закладными деталями – шпильками М12 и выше

Как вариант, можно использовать закрепленные в кладке шпильки и металлические распорные дюбеля. Мауэрлат соединяется по длине в накладку, а не встык, используя множественные точки соединения. Углы должны быть связаны надежно металлическими уголками, скобами и пластинами.

Мауэрлат нужно хорошо фиксировать и соединять на углах

Очень важно обеспечить крепкое основание крыши, надежность всех соединений.. Следующим этапом является устройство стоек, монтаж конька и боковых балок, параллельных ей

Для стоек выбирают брусья 10×10 или 10×15 сантиметров, для балок большего сечения подойдут брусья 8×16 или 10×20 сантиметров. Оптимальным соотношением ширины к высоте считается соотношение 1:2. Это обеспечивает меньшую деформацию балки при высыхании. По тому же принципу выбирают стропильный брус

Следующим этапом является устройство стоек, монтаж конька и боковых балок, параллельных ей. Для стоек выбирают брусья 10×10 или 10×15 сантиметров, для балок большего сечения подойдут брусья 8×16 или 10×20 сантиметров. Оптимальным соотношением ширины к высоте считается соотношение 1:2. Это обеспечивает меньшую деформацию балки при высыхании. По тому же принципу выбирают стропильный брус.

В сборных щитовых конструкциях опорные балки не используются, достаточно поставить стойки с шагом стропил.

Для конька ставят брус меньшего сечения. Конек служит направляющей деталью для устройства всей конструкции.

После монтажа стропил они обрезаются на нужной высоте. После этого ставятся накосные стропила. Нагрузка на них высокая, и поэтому сечение должно быть выше.
Следующим шагом становится установка рядовых стропил. Угловые (накосные) стропила не монтируются из бруса того же сечения, что и остальные. Нагрузка на них значительно выше, потому сечение должно быть большим.
Затем производится установка оставшихся стропильных ног, в том числе укороченных. Стропила должны быть сделаны из цельного материала или же на стык устанавливают накладки в 1,5 метра и закрепляют их с двух сторон в нескольких местах. Соединение деревянных элементов производится внахлест при помощи накладных металлических уголков или пластин. В местах соединения стропил, мауэрлата и балок следует сделать опорные врубки, при крепеже используются надежные металлические элементы.

Стропильная система вальмовой крыши готова. Остается выбрать тип кровли, после чего заняться устройством оптимального основания: обрешетки или сплошного настила.

Все элементы надежно фиксируются при помощи специальных металлических крепежей для дерева. Необходимым оборудованием для монтажа четырехскатной кровли являются: дрель, дисковая или бензопила. Пригодится ручной инструмент: пилы, стамески, молотки. Понадобятся столярный уровень, рулетка, отвес .

Организация вальмовой крыши сложный и трудоемкий процесс, требующий инженерно-строительных и проектировочных знаний и умений. Лучшим решением грамотного монтажа такой конструкции будет обращение за помощью к профессионалам, которые обеспечат надежное устройство и безопасность четырехскатной кровли.

Особенности и виды кровли четырехскатного типа

Устройство и конструкция стропильной системы у кровли четырехскатного типа, прежде всего, зависит от конфигурации.

В настоящее время наиболее распространенными считаются вальмовая, шатровая, а также полувальмовая конструкции стропильной системы, которые могут быть использованы как для частного дома, так и для беседки.

Каждая из них имеет как достоинства, так и недостатки.

В любом случае стропильная система четырехскатной крыши предполагает расчет, который производится в зависимости от выбранного типа.

Достаточно популярен в частном строительстве вальмовый тип стропильной системы. Ее конструкция достаточно устойчива к различным внешним воздействиям и предполагает устройство и монтаж скатов трапецеидального типа.

Как правило, ее монтаж осуществляется при помощи нескольких отдельных стропил, которые идут от двух верхних точек. Такой тип стропильной системы может быть использован и для возведения беседки.

Варианты вальмовой кровли можно увидеть на фото, размещенном ниже.

Также достаточно часто встречается полувальмовая крыша, конструкция которой отдаленно напоминает двухскатную.

Преимуществом этого типа стропильной системы считается возможность обустроить вертикальное окно в районе верхней мансарды.

Ее устройство предполагает отсутствие острого выступа, что позволяет отлично выдерживать достаточно сильные ветровые нагрузки.

Кроме этого, в некоторых случаях полувальмовая стропильная система дает возможность обустроить полноценное остекление верхнего пространства.

К четырехскатным относится и шатровая крыша, однако для ее обустройства необходимо, чтобы у стен строения конструкция была выполнена в форме квадрата.

Устройство данного типа крыши подразумевает за счет определенной конструкции скатов образование треугольника с равными сторонами. Очень часто шатровая крыша устанавливается на беседки.

Любой из видов данного типа стропильной системы подразумевает точный расчет, исходя из которого и осуществляется монтаж своими руками.

Шатровые крыши

Стропильные конструкции скатных крыш шатрового типа имеют ряд отличий. Главная особенность заключается в том, что здесь нет вальм, поскольку все скаты равны по площади и имеют одинаковую форму. Коньковый прогон здесь тоже отсутствует, поэтому монтаж может оказаться даже сложнее, чем в случае с вальмовой крышей, ведь стропила соединяются в одной точке.

Конструкции такого типа следует использовать в том случае, если выполняется два условия. Во-первых, основание покрываемой постройки имеет форму квадрата. Во-вторых, в центре сооружения есть несущая стена или опора, на которую можно опереть стойку, поддерживающую место соединения.

Конечно, существует возможность создания таких сооружений и без стойки. В этом случае может использоваться другая технология, которая предполагает применение подвешенных стропил. Обычно они применяются совместно с такими дополнительными модулями, как стойки затяжки и другие элементы, повышающие прочность конструкции. Сначала монтируются главные стропила, параллельно которым устанавливаются нарожники, а диагональные стропила должны быть усилены в случае необходимости за счет использования черепного бруса. Если этот метод не используется, то лучше нарожники врубать в длинные стропила, либо подрезать под плоскость накосных и прибить с помощью гвоздей.

Эти способы хорошо показали себя в ходе монтажа кровель различных типов, однако все они имеют одно существенное ограничение. Использоваться данные технологии могут лишь для небольших построек, поскольку не справятся с тяжелыми покрытиями и протяженными конструкциями.

Эти способы хорошо показали себя в ходе монтажа кровель различных типов, однако все они имеют одно существенное ограничение. Использоваться данные технологии могут лишь для небольших построек, поскольку не справятся с тяжелыми покрытиями и протяженными конструкциями. Как и другие стропильные конструкции скатных крыш, шатровая разновидность подходит и для деревянных домов, и для построек, возведенных другим способом. Стоит отметить, что во втором случае особый интерес представляют железобетонные перекрытия, выступающие в роли основания, на которое укладывают лежень. Для повышения сохранности древесины ее кладут на двойной гидроизоляционный слой, являющийся гарантией того, что древесина не сгниет через несколько лет. В том случае, когда длина накосных стропил достаточно велика, лучше всего использовать шпренгельные фермы, установленные по углам постройки. Они монтируются точно так же, как при устройстве вальмовой крыши. Стоит сказать, что подобный элемент может существенно продлить срок службы стропил.

Расчет диагональных и укорачивающихся элементов

Основным отличием диагональных стропил от промежуточных конструкций является меньший угол уклона. Чтобы установка диагональных элементов к коньку была качественной, используются надрезы с двойным скосом.

Замер длины диагональных стропил начинается в углу здания. Осевая линия стропильной ноги будет являться гипотенузой прямоугольного треугольника, где катеты – осевые линии промежуточных стропил. Для получения длины диагонального стропила по внутренней стороне расчетный показатель умножается на соответствующий коэффициент. Для плотного монтажа стропил в углу дома на диагональной конструкции делается выемка под соответствующий подрез.

Укорачивающие стропила опираются на диагональные элементы. Для расчета их длины тоже используется вышеперечисленная теорема Пифагора. Крепление укорачивающих стропил происходит с одинаковым расстоянием в боковых и торцевых сторонах. Разметочные и расчетные работы осуществляются аналогично, как и при определении длины центральных промежуточных элементов.

В нижней части кровли укорачивающиеся элементы опираются на стену дома или мауэрлат. Для быстрого подрезания концов промежуточных конструкций следует сделать шаблон. Для этих целей лучше всего воспользоваться тонкой фанерой. Заготовки должны быть с прямыми углами и учитывать угол уклона крыши.

Подрезание каждого стропила производится по шаблону. Верхний конец укорачивающихся стропил упирается в диагональную конструкцию. Для увеличения прочности соединяемых элементов происходит монтаж специальных брусков (нарожников) на диагональные стропила.

Вальмовая крыша – это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) – треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза – это вальмовая крыша, если не достают до карниза – полувальмовая.

Крыша дома выполняет двоякую функцию – с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой – она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.

Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.