Стропильная система двухскатной крыши своими руками: обзор конструкций висячего и наслонного типа. Стропильная система вальмовой крыши: калькулятор стропильной системы вальмовой крыши Виды стропильных систем крыш

Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.

Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.

В чем достоинства вальмовой крыши?

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать высоту конька h"

Половина ширины дома d (метров)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Длина конькового прогона

Раз предполагается, что угол уклона на боковых и вальмовых скатах будет одинаковым, то и длина центральных стропил также должна совпадать. А это, в свою очередь, означает, что края конькового прогона должны располагаться от торцевых стен дома на таком же расстоянии, как сам прогон от параллельных ему стен.

1 – мауэрлат

2 – коньковый прогон.

3 – центральные боковые стропила

4 – центральное вальмовое стропило, равно по длине центральным боковым.

Значит, длина конькового бруса получается равной длине дома за вычетом 2 d , а если упростить, то длина дома минус его ширина D . Располагаться он должен строго по центру, по обеим, продольной и поперечной, осям.

Для изготовления конькового прогона обычно используется такой же материал, что и для центральных стропильных ног. Вертикальные стойки для его установки вырезаются с учетом ширины бруса, чтобы в собранном виде верхний край конька расположился на рассчитанной высоте h .

Желательно коньковую раму, опирающуюся на лежень, усилить диагональными подкосами, так, как показано на рисунке.

Длина центральных стропильных ног

Коль известна высота установки конькового прогона и его расстояние от мауэрлата (в горизонтальной проекции), вполне можно сразу рассчитать длину центральных стропил.

Здесь – все предельно просто. По двум известным катетам – высоте h и основанию d несложно, применив теорему Пифагора, найти гипотенузу, которая и станет длиной стропильной ноги L от конька до мауэрлата. Воспользуйтесь для этого встроенным калькулятором:

Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги)"

Катет 1 (высота h), метров

Катет 2 (основание треугольника d), метров

Понятно, что промежуточные стропила, опирающиеся также на коньковый прогон, будут иметь точно такие же размеры.

Для соединения стропил на коньковом прогоне они могут подрезаться под углом β, который равен:

Β = 90° — α

Способ соединения, впрочем, может быть разным, например, внахлест стропильных ног с размещением конькового прогона снизу – это учитывается при и самих стропил, и высоты стоек под коньковый прогон. Исходят из того, что высшую точку конька в таком случае формирует верхнее пересечение стропильных досок.

Нижним своим краем стропильные ноги опираются на мауэрлат. Здесь тоже возможны варианты, но рассматривать в данной публикации их не будем, потому что это хорошо изложено в других статьях.

Мауэрлат – надежная основа для стропильной системы

Если на односкатной или щипцовой крыше мауэрлат может крепиться только со стороны скатов кровли, то при вальмовой системе он обязательно представляет собой замкнутую раму. – в отдельной публикации нашего портала. А еще одна статья посвящена основным правилам .

Сразу можно определиться насколько необходимо удлинить стропила, если именно они будут формировать карнизный свес. В том случае, когда карниз создается за счет кобылок, полученное значение станет «полезной» из длиной, то есть пригодится в любом случае.

Если известна планируемая ширина карнизного свеса k и угол уклона кровли α , то параметр Δ L несложно определить по формуле:

Δ L = k / cos α

Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес

Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку "Рассчитать удлинение стропила (рабочую длину кобылки)"

Планируемая ширина карнизного свеса К, метров

Величина крутизны ската α, градусов

Теперь, чтобы узнать общую длину стропильной ноги, останется лишь просуммировать полученные значения L и Δ L .

Это удлинение будет одинаковым для всех стропил и нарожников, за исключением диагональных стропил (накосных ног). Для них в калькуляторе предусмотрен специальный расчет.

Длина диагональных стропил

Эти стропильные ноги – самый длинные, и будут испытывать максимальные нагрузки.

Определить их длину – сложности не представляет. Можно вновь воспользоваться теоремой Пифагора, то есть прибегнуть к помощи размещенного выше калькулятора. Диагональное стропило является гипотенузой с основанием, равным половине ширины здания d , и с высотой, равной длине центрального вальмового стропила L .

L д = √ (L ² + d²)

Несколько отличается, как мы видели из представленного выше калькулятора, и величина удлинения стропила для формирования карнизного свеса.

Шаг установки стропил и их сечение

Линейные размеры центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног известны. Теперь следует определиться с сечением доски () для их изготовления и шагом установки. Это величины – взаимосвязанные, и зависят от предполагаемых нагрузок на конструкцию крыши.

Суммарная нагрузка, выражаемая в килограммах на квадратный метр, складывается из нескольких величин. Это, прежде всего, вес самой конструкции крыши, с учетом кровельного материала, обрешётки, утеплителя и т.п. К этому добавляются временные нагрузки – давление выпавшего снега и ветровое воздействие. Кроме того, вероятны и нагрузки стихийного характера, трудно поддающиеся прогнозированию – ураганные ветры, сейсмические толчки и другие форсмажорные явления. На этот счет в конструкцию крыши вносится определённый резерв прочности.

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Чем чаще они смонтированы, то есть чем меньше шаг их установки, тем меньше выпадает на каждый погонный метр стропильной ноги, и тем меньше в сечении может быть пиломатериал. Второй параметр, влияющий на сечение материала – это пролет стропильной ноги, то есть расстояние между двумя точками опоры.

Ниже расположена таблица, которая поможет определиться с требуемым сечением бруса для стропильных ног. Как ею пользоваться?

шуруповерт

Исходной величиной является значение распределенной нагрузки на стропильную ногу (при промежуточном значении берется очередное в большую сторону). В этом столбце находят ячейку с длиной пролета стропила. Эта ячейка предопределяет строку, в которой, в правой части таблицы, указаны необходимые сечения бруса для изготовления стропильных ног. Обратите внимание, что при желании можно использовать и кругляк – в таблице указаны значения необходимого диаметра.

Расчетная величина распределенной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/м					Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	из доски (бруса)							из кругляка
					толщина доски (бруса), мм							диаметр, мм
					40	50	60	70	80	90	100
Планируемая длина стропил между точками опоры, м					высота доски (бруса), мм
4.5	4	3.5	3	2.5	180	170	160	150	140	130	120	120
5	4.5	4	3.5	3	200	190	180	170	160	150	140	140
5.5	5	4.5	4	3.5	-	210	200	190	180	170	160	160
6	5.5	5	4.5	4	-	-	220	210	200	190	180	180
6.5	6	5.5	5	4.5	-	-	-	230	220	210	200	200
-	6.5	6	5.5	5	-	-	-	-	240	230	220	220

Например, при распределенной нагрузке на стропильную ногу в 150 кг/м и длине пролета 5 метров потребуется брус одного из сечений: 70×230; 80×220; 90×210 или 100×20, или же бревно диаметром 200 мм.

Теперь – как рассчитать распределенную нагрузку на стропила. Для этого есть особый алгоритм, учитывающий основные факторы воздействия на стропильную систему. Не станем в данной публикации приводить весь каскад формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться калькулятором, в котором эти физико-математические соотношения уже заложены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги

Для расчёта понадобится несколько исходных величин:

• Угол ската кровли – он нам уже известен.
• Планируемый тип кровельного покрытия – от этого зависит постоянная весовая нагрузка на стропильную систему.
• Значение снеговой нагрузки для данного региона – оно заложено в калькулятор в соответствии с зоной, которую можно определить по представленной карте-схеме:

• Уровень ветрового воздействия. Также определяется зоной по карте-схеме, представленной ниже:

• Высота здания в коньке.
• Степень открытости участка ведения строительства. В калькуляторе указаны основные признаки для определения зоны, но следует иметь в виду, что наличие указанных природный или искусственных преград для ветра может учитываться только в том случае, если они находятся не далее, чем на расстоянии 30 × Н, где Н – это высота здания в коньке.

Наконец, шаг установки стропил. Эту величину можно изменять, подбирая оптимальное значение распределенной нагрузки. При этом принято учитывать, что если крыша будет утепляться, шаг установки стропил рекомендуется согласовать с размерами блоков (матов) термоизоляционного материала – так будет проще проводить монтаж и меньше останется отходов.

После того как значение распределенной нагрузки будет получено – можно заходить в размещенную выше таблицу для выбора сечения материала для центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног.

Вальмовая кровля является одним из видов четырехскатной крыши, в её конструкцию входят два основных трапециевидных и два торцевых треугольных ската, образующие замкнутую поверхность с общим коньковым прогоном. Если боковые скаты располагаются по всей площади от конька до карниза, то кровля называется вальмовой, а если они не дотягивают до карниза - полувальмовой.

Виды стропильных конструкций для вальмовой кровли

Если стропильная конструкция опирается только на основные стены здания, её называют висячей, а если она имеет дополнительные опорные точки за счёт стен внутри дома, то она имеет название наслонной.

Если стропильная система опирается только на внешние несущие стены здания, она называется висячей

Если здание имеет две основные стены, то в верхней части вертикальных стоек прокладывается стягивающая балка, которая усиливает стропила и распределяет нагрузку по всей площади вертикальных опорных стоек.

Для создания вальмовой кровли больше всего подходит наслонная система стропил, так как она обладает большей степенью прочности и даёт возможность облегчить конструкцию кровли, равномерно распределяя её вес на весь каркас здания.

Система стропил вальмовой крыши может иметь несколько различных по способу монтажа конструкций, каждая из которых предполагает наличие определённых особенностей при сборке.

1. Традиционная стропильная система. В этой конструкции диагональные рёбра опираются на опорную балку главного конька, а свесы находятся на одинаковой высоте. Состоит такая система из двух равнобедренных треугольников и двух трапеций.

   Стропильная система классической вальмовой кровли состоит из двух треугольников и двух трапеций

2. Шатровая система. Такая конструкция не предусматривает наличие опорной коньковой балки, потому что устраивается над зданиями квадратной формы и состоит из четырёх одинаковых скатов треугольной формы. Все диагональные рёбра сходятся в общей точке, а к ним подсоединяются короткие нарожники. Сделать надёжный коньковый узел шатровой крыши могут только профессионалы.

   Шатровая стропильная система состоит из четырёх треугольных скатов, сходящихся своими верхними частями в одну точку

3. Полувальмовая конструкция. Такая система предусматривает наличие вертикальных частей во фронтонных скатах, в которые можно устанавливать стандартные окна.

   Полувальмовая кровля имеет вертикальные участки фронтонов, в которые можно вставить обычные окна

4. Ломаная крыша (мансардная). Это самая сложная и трудоёмкая система вальмовой кровли, так как все скаты имеют разную форму и площадь и расходятся друг от друга под разными углами. Такая кровля позволяет наиболее эффективно использовать площадь под крышей и создавать на ней дополнительные жилые помещения.

   Ломаная или мансардная конструкция крыши позволяет обустраивать в подкровельном пространстве полноценные жилые помещения

Как рассчитать систему стропил для вальмовой кровли

При расчёте конструкции стропил вальмовой крыши необходимо учитывать следующие факторы.

1. Степень ветровой региональной нагрузки. Чем она больше, тем меньше должен быть угол ската крыши и прочнее система. Основные опорные стропила должны быть изготовлены из толстого бруса.
2. Количество осадков. Чем больше ежегодно выпадает осадков, тем более крутыми должны быть скаты кровли во избежание большого давления на конструкцию стропил.
3. Материал для покрытия крыши дома. В зависимости от вида и веса используемого кровельного материала выбирается система обрешётки. Этот фактор учитывается на стадии разработки проекта дома.
4. Теплоизоляция крыши. Ширина утеплителя, сорт и толщина бруса учитываются при расчёте шага установки стропил.
5. Угол наклона кровли. Уклон крыши влияет на выбор материала финишного покрытия.

Каждый кровельный материал имеет свой допустимый диапазон углов наклона кровли

Величина угла наклона кровельного ската определяет положение всех стропил. Место установки промежуточных стропил рассчитывается таким образом:

1. На верхнюю балку боковой стены наносится осевая линия.
2. Определяется середина балки конька по толщине и отбивается линия расположения первого из центровых промежуточных стропил.
3. Конец замерной планки соединяется с линией расположения размеченного ранее центрового опорного стропила.
4. На другом конце планки отбивается линия расположения внутреннего контура торцевой стены.
5. Точка, которая получится на предыдущем этапе, и будет местом установки промежуточного стропила.

Взаимосвязь между размером стропил и длиной их заложения (горизонтальной проекции) определяется с помощью коэффициента поправки, величина которого прямо пропорциональная углу наклона ската. Если умножить размер заложения на этот коэффициент, можно определить точную длину стропил.

Таблица: поправочные коэффициенты для определения длины стропил

Формулы расчёта конструкции стропил

В процессе разработки проекта для любой крыши следует определить точный угол наклона ската, который необходим для всех последующих расчётов.

Расчёт площади вальмовой кровли

Расчёт площади кровли производится следующим образом:

1. Определяем высоту конька по формуле h = d / 2 · tg α (где d - ширина здания, α - угол наклона ската, h - высота конька).
2. Вычисляем величину боковых стропил по формуле с = d / 2 · cos α.
3. Находим длину диагональных стропил l = √(h 2 + d 2 /4).
4. Считаем площадь кровли, для чего складываем площади всех элементов конструкции (две трапеции и два треугольника):
   • площадь треугольного ската S 1 =1/2 · d/2 · c;
   • площадь трапециевидного ската S 2 = 1/2 · (b + k) · e, где b - длина карниза, k - длина конькового прогона, e - высота трапециевидного ската;
   • S = 2 · (S 1 + S 2).

Для определения площади вальмовой кровли необходимо использовать формулы площади простых геометрических фигур: треугольника и трапеции

Расчёт расстояния между стропилами

Большинство стропильных систем создаются с шагом между двумя стропилами в 1000 мм. Минимально допустимым значением шага является 600 мм.

1. Выбираем приблизительное расстояние между стропилами, руководствуясь стандартными размерами (для примера возьмём этот параметр равным 0,8 м).
2. Замеряем или берём из проектной документации длину ската. Допустим, что она равна 12 м.
3. Длину ската делим на выбранное ранее значение стропильного шага, итог округляем в большую сторону и прибавляем 1. Получаем 12 /0,8 + 1 = 16.
4. Делим длину ската на число, полученное в третьем пункте. Итоговый шаг стропил будет равен 12/16 = 0,75 м = 75 см. Полученное значение будет равно расстоянию между центральными осями стропильных лаг.

Подготовительные работы

Чертёж системы стропил является обязательным условием при возведении такого типа кровли, так как не бывает одинаковых схем, которые готовы к непосредственному использованию без учёта конкретного вида здания и места его возведения.

Чем сложнее кровельная система, тем точнее должны быть расчёты, так как они будут влиять не только на качество проводимых работ, но и на их стоимость.

Чертёж главных узлов конструкции должен точно указывать размеры всех элементов стропильной системы, расположение точек примыкания диагональных стоек к брусу конька и места крепления стропил к мауэрлату.

Инструменты, необходимые для сборки конструкции:

• уровень строительный;
• ножовка;
• большой молоток;
• длинная рулетка;
• строительный шнур;
• степлер;
• электрическая дрель;
• клепальник;
• металлические просечные ножницы;
• гвозди;
• замерная планка.

Материалы для работы:

При устройстве вальмовой кровли на доме из бруса, который даёт усадку, специалисты рекомендуют использовать специальные плавающие крепежи для стропил, чтобы компенсировать движение венцов.

При устройстве стропильной системы в деревянном доме рекомендуется использовать скользящую систему крепления стропил, которая компенсирует деформации здания при его усадке

Видео: обеспечение жёсткости вальмовой кровли

Особенности стропильной системы вальмовой крыши

Все виды стропильной системы вальмовой крыши имеют идентичные детали, которые и создают каркас конструкции:

Видео: собираем стропила

Технология создания вальмовой системы стропил

Так как на стропильную конструкцию кровли возлагается большая нагрузка, то все узлы и соединения должны быть выполнены в точном соответствии с технологией, в противном случае крыша не сможет в полной мере выполнять свои функции.

Монтаж основных узлов

Монтаж узлов сводится к следующим действиям:

1. Подготавливаем стропила. Определяем угол наклона стропил, длину коротких опор и накосных стропил, которые несут существенную нагрузку. Для того чтобы получить все элементы нужной длины, используем метод соединительного сращивания досок внахлёст. Для этого укладываем две доски друг на друга с нахлёстом в 1 м и скрепляем их с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Это наиболее простой и прочный способ сращивания стропильных ног.

   Наиболее прочным и надёжным методом сращивания стропильных ног является крепление внахлёст

2. Крепим мауэрлат. Монтируем брус по всему периметру стен здания в верхней части. Брус соединяем внахлёст с использованием большого количества мест крепления с основанием несущих стен. Узлы соединения скрепляем металлическими скобами.

   Брус мауэрлата крепится к верхнему торцу стены при помощи анкерных болтов

3. Между стеной и брусом прокладываем слой рубероида для создания гидробарьера. В кирпичных, газобетонных, пенобетонных и арболитных домах под мауэрлат заливается железобетонный пояс с предварительно закреплёнными штырями для установки бруса. Штырь должен иметь диаметр не менее 10 мм и выступать примерно на 30 мм за пределы пояса. Шаг между штырями - от 1 до 2 м.

   Слой рубероида создаёт гидробарьер между мауэрлатом и стеной из влагопоглощающего материала

4. Устанавливаем лежень - центральную балку между двумя короткими сторонами мауэрлата для обеспечения дополнительной прочности под стропилами. Такой прогон необходим для создания вальмовой кровли большой площади.
5. Монтируем опорные стойки. Они выполняют роль опор для конькового прогона.

   Опорные стойки монтируются на лежень и служат опорами для конькового прогона

6. Монтируем коньковую балку. При установке конька вальмовой кровли следует провести точные замеры, так как на нём будет держаться вся система кровли. Точность его установки проверяем уровнем по высоте.

   Проведение работ по устройству коньковой балки требует точных замеров, так как она в системе вальмовой кровли несёт наибольшую нагрузку

7. Прибиваем стропильные ноги. Монтируем центральные стропила, а после них диагональные. Во время монтажа нижнюю часть балок упираем в мауэрлат. Это можно сделать двумя способами: с вырезкой или с опорными стойками. В первом случае вырезаем в мауэрлате паз, вставляем в него стропила и закрепляем их металлическими уголками. Во втором случае просто накладываем стропило на мауэрлат и под него подкладываем брусок с косым срезом. Их также закрепляем с помощью металлического уголка.
   

   Стропильные ноги можно крепить к мауэрлату двумя способами: с вырезкой и на опорный брусок

8. Устройство узла на коньковой балке производим методом «в полдерева». Для этого выпиливаем на конце стропильных ног выемку, которая должна быть равна половине толщины доски. Затем соединяем эти выемки друг с другом и закрепляем гвоздями или нагелями. Получается прочный коньковый узел. Для большей прочности все узлы закрепляем стальными уголками.

   Для создания прочного конькового узла на вальмовой кровле используется метод врубки «в полдерева»

9. На диагональные стропила оказывается большое давление, поэтому их усиливаем с помощью стоек, которые монтируем на перекрытие или устанавливаем подкосы под определённым углом. Можно использовать шпренгель в виде Т-образной балки, развёрнутой на 180°.

   Шпренгель является одним из вспомогательных элементов для обеспечения необходимой жёсткости стропильной системы, передающим часть её нагрузки на мауэрлат

10. Монтируем рядовые стропила аналогично центральным, формирующим края трапециевидной конструкции. Низ балки опираем и крепим на мауэрлат, а верх упираем в балку конька.
11. Устанавливаем нарожники, которые изготавливаем из цельной доски. В месте их крепления к длинному стропилу делаем специальные врубки или ставим опорные балки и обеспечиваем необходимую прочность с помощью металлических креплений. Для упрощения работы нарожники можно устанавливать вразбежку.

    Нарожники крепятся при помощи врубки в стропильную балку и устанавливаются в шахматном порядке

Все деревянные детали стропильной системы перед сборкой обрабатываем специальными огнеупорными и антисептическими средствами.

Видео: стропильная система вальмовой крыши

Создание вальмовой стропильной конструкции является длительным и сложным процессом, требующим внимания к каждой конкретной детали. Но если правильно и точно выполнять все этапы работ, то в результате вы получите красивую, долговечную и надёжную крышу для своего дома.

Стропильная система вальмовой крыши относится к разновидностям четырехскатных кровель.

Общая схема стропильной системы вальмовой крыши представляет собой четыре ската, два из них имеют вид треугольника, остальные два – выполнены в виде трапеций.

При этом трапециевидные формы соединяются между собой прямыми верхними гранями, а получившиеся в результате такого соединения боковые просветы обустраивают треугольными скатами.

Преимущества использования вальмовой четырехскатной крыши заключаются в эстетичном виде и экономии расходных материалов.

Кроме того, стропильная система вальмовой крыши является отличным решением для обустройства домов мансардными этажами и эркером.

Но в отличие от сооружения других типов систем крыш, устройство стропильной системы вальмовой крыши требует намного большей трудоотдачи.

Виды стропил и основные узлы вальмовой крыши

Для проектирования конструкции вальмовой кровли может использоваться диагональная или промежуточная схема расположения стропил.

Также элементы вальмовой стропильной системы разделяют по технологии устройства на наслонные и висячие.

Первый тип стропильной конструкции считается экономичным и проверенным вариантом. Чаще всего подобные системы применяют для строений с каркасом опорного типа или с несущей центральной стеной.

Вторая система стропил отличается сложностью монтажа, обычно ее устройство осуществляют на внешних стеновых проемах.

Висячие стропила крепятся только к мауэрлатам и к коньковому прогону, используются они, если расстояние противоположных стен не превышает 6,5 м.

Изготавливаются стропильные детали из сухого бруса 150х50 мм, предварительно обработанного антисептиком.

Перед вами фото конструкции стропильной системы вальмовой крыши.

Схема стропиловки для вальмовой крыши содержит:

• накосы (располагают по диагонали или направляют к углам стен);
• элементы трапеции;
• короткие бруски — шпренгели;
• укосы, опорные стойки.

Накосные детали крепятся по диагонали: одной стороной к нижней опоре конструкции или к продляющей ее балке, а вторая сторона фиксируется к другой паре стропильных элементов.

В отличие от привычных систем, эти детали стропиловки крыш, учитывая их размеры, намного больше.

Они могут принимать на себя больший вес и выступают в качестве опоры для наружных деталей стропиловки, которые не достают до конькового бруса.

Основные детали системы вальмовой кровли, представляют собой несущие балки и конек. В свою очередь балки разделяют на два вида.

Первый вид балки изготавливают из материала, применяемого для стропил. Она располагается поперечно и является опорой для стоек, поддерживающих коньковый пролет.

Мауэрлат – второй вид балки, для ее производства используют брусья 100х150 мм. Балку располагают по периметру объекта.

Если постройка возведена из дерева, в качества мауэрлата будет выступать верхний венец.

Расчет стропиловки для вальмовой кровли

Самостоятельно проектируя вальмовую кровлю, необходимо уделить внимание выбору материала, а также учесть количество осадков и силу ветра.

Как ни странно, но именно исходя из этих фактов, можно осуществить правильный расчет уклона и высоты крыши.

Угол уклона трапециевидных скатов может составлять от 50 до 60°, пример можно посмотреть на фото. Какая из цифр станет оптимальной, будет зависеть от силы ветра и снеговой нагрузки.

При сильных снегопадах угол ската делают большим, при сильных ветровых нагрузках – угол устраивают маленький.

Здесь необходимо уточнить, конструкции вальмовых крыш с повышением угла ската усложняется, а расход материала увеличивается.

Узнав показания высоты и угол уклона, произведем расчет стропиловки на примере конструкции четырехскатной крыши с двумя одинаковыми формами трапеций и треугольников.

Расчет может иметь следующий порядок:

• Когда угол ската отмечают как главный показатель, тогда высота конькового бруса вычисляется так: (тангенс угла) х (на величину шага между краями скатов) / 2. Опираясь на показатель высоты кровли, расчет производят в обратную сторону. Определяют величину тангенса угла: (высота кровли) х 2 / (на промежуток между краями скатов);
• Длина ската крыши вычисляется с использованием т. Пифагора. Определяется сумма катетов треугольника и вычисляется квадрат. По такому же принципу, происходит расчет размеров накосов, разделив трапецеидальный скат крыши на два треугольника и один прямоугольник.

Определив величины и составив чертеж, осуществляют общий расчет площади кровли. Общая площадь вычисляется, путем определения площадей вальмовой и трапециевидной стороны крыши.

Площадь фигуры трапеции равняется сумме величин ее основ разделенной на два и умноженной на высоту.

Площадь фигуры треугольника вычисляется как половина произведения длины основания на величину высоты, разделенной на два.

Площадь крыши можно узнать, сочетая величины и умножив их на 2.

Сделав такой расчет можно определиться с количеством строительного материала для сооружения каркаса обрешетки и вальмовой кровли.

Также с использованием этого показателя величины есть возможность сделать расчет нужного количества гидро- и теплоизолирующих изделий и количества крепежных деталей.

Устройство стропиловки вальмовой кровли

Устройство стропильной системы начинают с монтирования балок. В первую очередь осуществляют монтаж мауэрлата, затем поперечной балки.

Стойки опоры конька стропильной системы монтируют вертикально и фиксируют саморезами, для упрочнения стоек опоры используют укосины. Конек должен находиться точно по центру объекта.

Материал для конька и стропиловки применяют один и тот же, с параметрами 150х50 мм.

Далее осуществляют монтирование четырех накосных элементов с равной длинной, рабочему процессу уделяют особое внимание, так как именно на этой стадии происходит закладка всех плоскостей скатов конструкции, которые должны иметь идеальную ровность.

Самую большую длину имеет диагональная стропиловка, из-за чего приходится соединять несколько стропильных досок в одну.

Каждая из них должна присоединяться к коньковому брусу и выступать на 0,5 или 1 м за пределы стены дома.

Таким образом, обустраивается карниз как на фото, впоследствии защищающий стены от атмосферных осадков.

Что касается сечения стропиловочного материала, его выбирают в зависимости от уклона кровли, с учетом нагрузок пространства между основными стенами и между стропилами.

Инструкция по монтажу промежуточных стропил

При обустройстве стропильной системы для вальмовой кровли, должна соблюдаться следующая инструкция:

• Промежуточные и центральные стропила крепят к верху конькового бруса, второй их край должен выступать за пределы несущих стен. С нужным количеством деталей определяются, учитывая длину дома;
• Когда монтируются угловые элементы, то их верхний край устраивается на накосы. С приближением к углам стен их длина уменьшается.

Исключить появление неточностей при обустройстве стропильной системы вальмовой кровли позволит правильно составленный чертеж будущего сооружения, где точно размечены узлы креплений центральных деталей.

Классический метод предусматривает первоначальный монтаж центральных стропил — с каждой стороны по 3 детали. Узлы креплений располагаются по краям конькового бруса.

С целью установить первое стропило на вальме отмечают одну точку по центру стены на мауэрлате и точку центра толщины конькового бруса.

Затем проводят устройство центральной детали для трапециевидных скатов, а параллельно к ним устанавливают все промежуточные стропила.

Надрезы с двойным скосом выполняют на центральных и диагональных элементах, которые будут пересекаться при монтаже. Упрочнять соединения рекомендуется стяжками.

Особенности монтажа нарожников

Угловые стропила монтируют параллельно основным. На укороченных деталях делают спил, затем каждый из них укладывают и крепят на накосах.

Фиксирование осуществляют с использованием саморезов или гвоздей. Также их соединение можно осуществить с помощью опоры из бруса, зафиксированной на диагональном элементе или методом врубки.

Угловые элементы (нарожники) вальмовой крыши, треугольных и трапециевидных скатов, не рекомендуется соединять, в одном месте, с диагональными элементами.

Если площадь дома имеет большую ширину, то необходимо провести расчет, при этом отмечая степень провисания промежуточных и диагональных стропил.

Центральный элемент системы вальмового сооружения крепят к коньковому брусу с помощью двух деревянных коньков.

С целью сделать углы вальмовой стропильной системы более прочными, монтируют шпренгели (дополнительные брусья).

Их применение позволяет поддерживать диагональные элементы стропиловки и тем самым придавать сооружению прочность.

Обрешетка и утепление для вальмовой крыши

Каркас обрешетки стропильной системы вальмовой крыши выполняется соответственно инструкции по устройству выбранного кровельного материала.

Монтаж обрешетки может осуществляться с использованием деревянных брусьев или досок. Сечение брусьев должно составлять 50х50 мм, толщина досок равняться не менее чем 20 см.

Конструкции обрешетки могут быть сплошнми или с зазорами, шаг их расположения будет зависеть от типа и размеров кровельного изделия.

При утеплении вальмовой крыши может применяться три метода:

• теплоизоляционный материал монтируют между брусками стропильной системы;
• утеплитель укладывают непосредственно на стропила;
• утеплительный слой помещают под стропилами.

На данный момент самой распространенной технологией является первый вариант. В качестве теплоизоляции может использоваться минеральная вата, жидкий пенопласт или пенополиуретан.

Важно в процессе утепления вальмовой крыши не перекрыть вентиляционный зазор.

В зависимости от выбранного вида конструкции кровли подбирают гидроизоляционный материал, который монтируют на утеплительный слой или под ним на стропильные брусья.

Загородные участки не отличаются большими размерами. Поэтому многие строят дома малой площади и увеличивают жилое пространство за счет создания на чердаке дополнительных жилых помещений. Это возможно, если правильно выполнить устройство стропильной системы вальмовой крыши.

Такая кровля выполняется в виде четырех скатов. Два из них – это классические боковые в виде трапеции, и еще два треугольные на торцах крыши. В отличие от шатровой крыши, где все четыре ската сходятся в одной точке, у вальмовой имеется две вершины, соединенные между собой коньком.

Вальмовая крыша с четырьмя скатами

Именно боковые треугольные фронтоны, которые выполняются с уклоном, и называются вальмами. Двухскатная крыша также имеет треугольные торцевые фронтоны, но располагаются они строго вертикально, у вальмовой крыши эти скаты наклонены, что является отличительным признаком этого вида крыш.

Двускатная вальмовая крыша

Вальмовой крыша называется в том случае, если торцевые скаты, начинаясь от конька, доходят до наружной стены, то есть, до карниза. Но встречаются варианты, когда скат прерывается и в одном месте переходит в вертикальную плоскость. Тогда подобная крыша называется полувальмовой или голландской.

По способу монтажа и использованию различного материала такие кровли можно отнести к разряду сложных конструкций. В целом конструкция вальмовой крыши состоит из мауэрлата, конькового бруса, стропил – угловых, коротких и промежуточных.

Мауэрлат – это деревянный брус, монтируемый по всему периметру дома на самом верху стен. Он служит для правильной передачи и распределения нагрузок, оказываемых ветром, снеговым покровом, весом кровли и самой на несущие стены здания. Этот элемент является связующей верхней обвязкой для стен, выполненных из штучных материалов – кирпича, бетонных блоков.

Мауэрлат вальмовой крыши

Для стен из бревна или бруса мауэрлат не устраивается. Его роль выполняют верхние венцы сруба.

Коньковый брус является тем главным элементом стропильной системы, который соединяет все скаты крыши в единую конструкцию. Он должен быть одинакового сечения со стропильными ногами. В противном случае в дальнейшем может возникнуть перекос всей стропильной конструкции и крыши в целом.

Угловые стропила, называемые по-другому накосными либо диагональными стропилами – базовые силовые детали, соединяющие углы коробки здания с коньковым брусом. Для их изготовления потребуется доска, равная по толщине коньковому брусу. Одним концом она крепится к коньку, вторым опирается на мауэрлат. В зависимости от проекта крыши используется различное количество таких стропил, но не менее четырех.

Угловые стропила вальмовой кровли

Короткие стропила могут быть различными по длине, но при сборке конструкции крыши они все выводятся под одним углом и располагаются параллельно промежуточным стропилам. Когда производится необходимый расчет их количества, прежде всего, учитывают площадь всей крыши. Одним концом короткие стропильные ноги соединяются с угловым стропилом, а другим опираются на наружную стену здания.

Центральные стропила устанавливаются верхним концом на коньковый брус, нижним опираются на несущие стены дома. Как правило, их расчет такой: три с одной стороны крыши и столько же с другой, но при конструировании стропильных систем для домов большой площади допускается увеличение их количества.

Промежуточные стропила – это элементы, одной стороной монтируемые на коньке, а второй опирающиеся на мауэрлат. На вальмовых скатах их обычно не используют, поскольку вся площадь закрывается короткими стропилами. Расчет сечения и количества промежуточных элементов производится исходя из несущей способности стропильной конструкции и вида кровельного материала.

При больших размерах здания потребуется установка дополнительных укрепляющих элементов в виде подкосов и вертикальных стоек, поддерживающих коньковый брус, и шпренгельных конструкций, чтобы исключить провисание диагональных стропил.

Стропильные системы в этих видах крыш выполняются в различных вариантах. Например, если вальмовый скат не доходит до конька, вследствие чего наверху образуется вертикальный маленький фронтон треугольной формы, то такая крыша носит название – голландская.

Голландская вальмовая крыша

Также выделяются шатровые кровли. У них все четыре ската одинаковой формы, а боковых фронтонов в таких конструкциях попросту нет. Вальмы в этом варианте представляют собой треугольные поверхности, уклон которых выполнен под одним углом с другими скатами. Как правило, используются такие системы для строений, имеющих в проекции площадь в форме квадрата. В группе вальмовых крыш есть полувальмовые мансардные кровли, четырехскатные, щипцовые, многощипцовые и двухскатные.

Шатровая кровля

Кроме этого, существуют ломаные кровли, состоящие из скатов различных размеров, угол наклона у которых разный. Подобные конструкции весьма сложны в устройстве, также сложно произвести и их расчет. Поэтому встречаются они нечасто, но нужно заметить, что они имеют очень привлекательный вид. Оценить эффектность крыш с ломаной конструкцией стропильной системы вы можете на видео, где также рассказывается об особенностях их сооружения.

Устройство вальмовых стропильных систем начинается с разработки их проекта. Правильный и грамотный проект позволит собрать крышу в короткие сроки. Оптимальный выбор угла наклона скатов определяется в зависимости от климатических условий:

• В регионе, где преобладает ветреная погода, угол наклона должен быть меньше, это позволит снизить нагрузку от ветра на крышу.
• При более снежных зимах угол наклона скатов, наоборот, увеличивают, чтобы лед и снег не скапливались на крыше.

Проект вальмовой стропильной системы

При выборе угла наклона стропил, соответственно, проводится и расчет необходимого количества материала. И если для обрешетки практически во всех случаях расчет производится исходя из общей площади кровли, то количество и сечение угловых и коротких стропил рассчитываются отдельно, в зависимости от выбранного типа крыши.

Кроме климатических особенностей региона, при выборе угла наклона учитывается тип кровельного материала:

• Если используется наборный материал, например, шифер или металочерепица, то чтобы не увеличивать нагрузку на стропила, угол лучше сделать не менее 22°.
• При использовании рулонных покрытий учитывается количество слоев. Чем их больше, тем меньше можно сделать наклон скатов.
• Устройство большего угла наклона скатов позволяет использование кровельного материала – профнастила, но в расчет при этом берется высота профиля. Угол наклона при этом может варьироваться в диапазоне от 20 до 45 градусов.

Выбор угла наклона кровли по материалу

Правильный расчет угла наклона крыши начинается с определения торцевой оси здания на верхней обвязке. После этого необходимо отметить середину конькового бруса, в этой точке будет располагаться центральная стропильная нога. Затем необходимо определить место расположения следующего промежуточного стропила, для чего отмеряется расстояние, соответствующее расчету распределения промежуточных стропильных ног. В большинстве случаев оно не превышает 70–90 см.

Длина стропил определяется так, чтобы их нижний конец выступал над наружной стеной на 40–50 см, а верхний упирался в коньковый брус.

Аналогичный расчет проводится на всех четырех сторонах крыши для вычисления расположения промежуточных стропильных ног на коньковом брусе. Пример их правильного расположения показан на фото.

При проектировании вальмовых крыш можно использовать два вида стропил – висячие и наслонные. Висячие опираются только на стены здания, передавая все распорные нагрузки мауэрлату. Если предполагается устройство мансарды, то дополнительно потребуется установка стяжек из металла или дерева, которые укладываются на несущие стены здания и впоследствии служат основанием для устройства перекрытия. На фото видно, как устраиваются мансардные вальмовые крыши с висячей стропильной системой.

Мансардная вальмовая крыша с висячей стропильной системой

Наслонные стропила применяются, если для них есть опора в виде колонн или внутренних несущих стен. При конструировании системы допускается чередование двух типов стропил. Там, где внутренние стены исполняют роль опор, крепятся наслонные, а в других местах висячие.

Крепление стропил в основном осуществляется путем устройства запилов (седел). Но их глубина не может превышать четвертой части ширины стропильной доски. Для того, чтобы запил был одинаковым на всех ногах, необходимо сделать шаблон. Кроме этого, элементы стропильной системы крепятся с применением металлических уголков, саморезов, гвоздей. Крепление также может производиться скобами, болтами и шпильками.

Крепление элементов стропильной системы вальмовой крыши

При монтаже мауэрлата не забудьте проложить слой гидроизоляции по верху стен. Если стены выложены из кирпича, то в последних рядах кладки устанавливаются закладные детали для дальнейшего крепления мауэрлата. Подобные крепления могут быть изготовлены в виде вертикальных шпилек или болтов, устанавливаемых с шагом не больше полутора метров.

Вальмовые кровли – это сложные конструкции, но это нисколько не снижает их популярности. Несмотря на сложность возведения, они дают возможность устроить дополнительное жилое помещения в чердачном пространстве, а если провести качественное , то можно эксплуатировать ее и в зимнее время.