Стропильные системы вальмовых крыш

Что нужно знать до начала работы?

Чтобы система в полной мере соответствовала всем выдвигаемым требованиям, запомните следующие рекомендации:

• промежуточные компоненты стропильной системы вальмовой кровли являются более крутыми, если сравнивать их с угловыми деталями, поэтому применяемые для обустройства промежуточных элементов доски должны иметь размер не меньше 5х15 см;
• крепление коротких элементов выполняется к угловым стропильным компонентам, а не к доске конька. Промежуточные доски нужно закреплять с таким же уклоном, как и короткие брусья;
• коньковую систему кровли и стропильные элементы нужно делать из одного и того же материала;
• промежуточные стропильные ноги фиксируются по краям доски конька. Они одновременно должны стыковаться с верхним концом обвязки и с коньковой доской;
• стропильные элементы и коньковый брус должны быть равнозначной толщины. Только при соблюдении этого правила можно рассчитывать на надежность и прочность кровельной системы. Если какие-либо стропила будут более тонкими, через время каркас кровли деформируется и целостность системы серьезно нарушится;
• вальмовая кровельная система может быть почти любой высоты. Однако при обустройстве чересчур низкой кровли необходимо использовать дополнительные опоры;
• для обеспечения максимально длительного срока эксплуатации вальмовой крыши для ее обустройства необходимо использовать тщательно высушенный и качественный брус хвойных пород. Перед сборкой конструкции все деревянные компоненты подлежат обязательной обработке антисептической пропиткой.

Полувальмовая крыша: стропильная система

Стропильная система значительно сложнее вальмовой разновидности крыши, представлена трапециями и различными многоугольниками, кроме этого сами вальмы тоже другой формы.

Из видового разнообразия полувальмы представлены:

• Голландской разновидностью – представлена вальмой, обрезанной с нижней части, а от точки карниза присутствует фронтон, имеющий трапециевидную форму;
• Датской разновидностью – сконструирована в обратном порядке, вальма трапециевидной формы расположена от карниза, над которой смонтированы фронтоны небольшого размера треугольной формы.

Имеется две разновидности стропильной системы такой крыши, это зависит от того, какие стропила используются для сооружения конструкции:

1. Наслонный тип. Такой вид стропильных ног имеет опору не только на коньке и мауэрлате, но и на промежуточных опорных элементы. Такими опорами могут быть стены или стойки, которые располагаются при монтаже на балках перекрытия.
2. Висячий тип. Данная разновидность стропил не имеет промежуточных элементов опоры.

Перечисленные элементы создают стропильную систему:

• Рядовые стропила. Имеют опору на брус мауэрлата и конек, расположенный перпендикулярно по отношению к ним. Конструкция аналогична той, что представлена обычная крыша двускатной разновидности. Длина их составляет расстояние от конькового бруса до стены сооружения.
• Диагональные стропила. Такие элементы формируют полувальму, иначе их называют угловые стропила. Схематично их можно представить, как грани равнобедренного треугольника в конструкции крыши. В иных системах стропил, например, в вальмовой или шатровой подобный элемент имеет самую большую длину, в данном случае диагонально расположенные стропильные ноги могут быть короче половины общей длины ската.
• Нарожники. Иначе названы полуногами или короткими стропилами. Необходимы для соединения диагональных стропил с мауэрлатом.
• Опоры. Располагаются на каждой перекрывающей балке в стропильной системе наслонного типа.
• Конек (брус). Место, в котором сходятся все стропильные ноги обеих скатов в их верхней части. Вдоль этого элемента прикрепляется обрешетка сплошного типа, чтобы усилить прочность этой части конструкции.
• Вспомогательные элементы. Любые элементы, которые служат для увеличения прочности и надежности всей системы. Представлены могут быть подкосами, ригелиями, лежниками, раскосами и др.

ВНИМАНИЕ!
Чтобы увеличить прочность системы стропил в нее монтируют специальные стяжки, соединяющие элементы, расположенные на противоположных сторонах. Установку дополнительных стяжек проводят вровень с перекрытиями или на уровне середины брусьев стропил.. Схема стропильной системы

Схема стропильной системы

Как собрать каркасный фронтон

В принципе, собрать в доме с мансардой и полувальмовой крышей фронтон в виде деревянного каркаса – не проблема. Для этого предварительно надо определиться с формой фронтонной стены. Обычно она собой представляет трапецию. А значит, необходимо сформировать периметр этой фигуры.

1. По несущей боковой стене дома по мауэрлату устанавливают стойки. Длина у них разная. Поэтому опоры монтируют так, чтобы они своими верхними концами создали ломаную линию.
2. По их верхним краям укладывают брус или доску толщиною 50 мм.
3. Стойки между собой обвязывают укосинами, подпорками или горизонтальными рейками.
4. После окончания сооружения кровли фронтон обшивают досками или фанерой, можно использовать ОСП. Обязательно проводят утепление.

В видео показано поэтапно, как сооружали полувальмовую крышу с каркасным фронтоном:

Разновидность полувальмовой крыши

Обратите внимание на фото ниже, где показана кровля, которая относится к категории «полувальмовая», только у нее немного изменена форма. По сути, в ней поменялись местами скат вальмы и фронтон

Первая опустилась вниз, второй поднялся над ней.

Чисто конструктивно изменения присутствуют, особенно в стропильной системе крыши. Но в эксплуатационном плане никаких изменений нет. Это все та же мансардная кровля, под которой будут организовывать жилые помещения.

Полувальмовая крыша с поднятым фронтономИсточник ecoenergy.org.ua

Что касается стропильной системе, то здесь, как и в предыдущем случае, устанавливают коньковый прогон и монтируют на него стропила основных скатов крыши. После чего сооружается треугольной формы фронтоны. А уже от них укладывают под уклоном стропильные ноги и належники вальм.

Обратите внимание, что в этой конструкции фронтон возводят в виде каркаса, обшиваемого с двух сторон. Никакой кирпичной или блочной кладки

В видео можно увидеть особенности возведения полувальмовой крыши:

Заключение по теме

Сегодня архитекторы предлагают большое количество типовых домов с полувальмовыми крышами (стропильные системы с чертежами обязательно прилагаются), из которых можно выбрать достойный вариант. Разновидностей проектов на самом деле настолько огромно, что редко в одном загородном поселке встретишь два одинаковых дома. Так что смело можете выбирать один из таких. А если есть свободные деньги, то закажите индивидуальный проект, который от всех будет значительно отличаться.

Монтаж стропил

После того как вид кровли определен, приобретены все необходимые стройматериалы, можно напрямую приступать к сооружению каркаса.

Перед началом возведения несущей конструкции необходимо составить ее проект и чертеж.

Итак, устройство системы опор состоит из нескольких этапов:

Перед началом возведения следует уложить деревянный брус по периметру внешней стены – мауэрлат. Для его укладки необходимо оборудовать армированный пояс из железобетонной конструкции, усиливающей несущие способности стен

Следует обратить внимание, чтобы мауэрлат был надежно закреплен, не допуская малейшего смещения.
Если стены из камня или кирпича, по их верху возводится опалубка, в которую монтируют армокаркас с помощью оцинкованных резьбовых шпилек, калибром не менее 10 мм. Верхняя часть шпилек должна выступать на 4-5 см из основания для опор (мауэрлата).
После установки каркаса производят заливку цементным раствором.
Затем, как бетон застынет, его поверхность покрывают битумом и накрывают слоем рубероида или другими гидроизоляционными материалами.
На выступающую часть шпилек надевают брусья с высверленными отверстиями

Закрепляют конструкцию с помощью гаек.
Мауэрлат изготавливают из просушенного и пропитанного антикоррозийными и противовозгорающими средствами деревянного бруса хвои 10*15 или 15*15 см. Влажность дерева не должна превышать 20%.
Последующим этапом является установка центральной балки на мауэрлат, которая располагается параллельно коньку. К нему крепятся стойки. Эти стойки служат поддержкой определенной части опорной системы.

Начиная работу необходимо все поэтапно сверять и перепроверять. Только так можно уберечь себя от ошибок и в итоге добиться максимально прочной конструкции.

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

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

   Положение диагональных стропил окончательно устанавливает форму всех скатов

6. Установка нарожных балок между мауэрлатом и диагональными стропилами.
7. Установка шпренгелей между укосинами и диагональными стропилами.
8. 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.
9. 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!

Виды вальмовых крыш

Существует несколько основных видов вальмовых крыш. Каждый из них обладает своими конструктивными и технологическими особенностями, которые необходимо учитывать при выполнении чертежа кровли.

Классическая вальмовая кровля

Стандартный и наиболее часто встречающийся вариант вальмовой кровли представляет собой четыре ската. Два из них имеют форму трапеции, а оставшиеся – треугольника. Именно они называются вальмами, давшими наименование всей конструкции. Как уже отмечалось выше, основными достоинствами рассматриваемого типа кровли является надежность, долговечность, а также изысканный и выглядящий дорогим вид здания.

Главными недостатками считается достаточно высокая стоимость, которая обусловлена сложностью конструкции и технологией возведения вальмовой крыши. Составление схемы стропильной системы вальмовой крыши представляет основную трудность при проектировании все кровли.

Полувальмовая кровля

Конструкция полувальмовой кровли незначительно отличается от классической – ее вальмы несколько усечены, что придает очертаниям кровли и всего здания оригинальность. Но с точки зрения конструкции, выполнения проектирования, чертежей и расчетов – это самый сложный вариант, что в полной мере относится и стропильной системе полувальмовой крыши.

Шатровая кровля

Шатровая крыша встречается достаточно часто, являясь популярным вариантов при строительстве зданий, имеющих квадратную планировку. Ее особенность заключается в том, что все четыре ската имеют форму треугольника и сходятся в одной, самой верхней точке пирамиды. Нередко выполняется вариант не с четырьмя, а с большим количеством сооружаемых вальм. Стропильная система шатровой крыши считается одной из менее сложных среди разновидностей вальмовых кровель.

Ломаная кровля

Различные виды ломаных крыш получили также широкое распространение, благодаря своему привлекательному и изысканному внешнему виду. Особенностью конструкции данного типа кровель является то, что скаты различаются по размерам и форме. При этом при грамотном проектировании могут создаваться причудливые и замысловатые архитектурные решения, который выделят здания из числа типовых и стандартных.

Главным недостатком конструкции является ее сложность как конструктивная, так и технологическая, что, как уже отмечалось, характерно для большинства вальмовых крыш.

Устройство накосных стропил — чертежи

Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.

Процесс создания и монтажа накосов таков:

• С помощью шнурки намечаем дополнительные линии для разметки запила, натянув ее к углам и центру ската от верхней точки коньковой балки.
• Определяем угол между верхней частью углового выноса и шнурка. Это будет угол для нижнего запила (α). Верхний запил (β) высчитывается по формуле: β=90º-α.
• Берем обрезок доски и спиливаем в нем один край под углом β. Приложив заготовку к месту стыковки верхние части, совмещаем ее ребро со шнуркой. Излишки отмечаем и отпиливаем.
• В другой заготовке для нижней пятки отпиливаем участок под углом α.
• С помощью полученных шаблонов вырезают первое диагональное стропило. Если нет целой доски нужной длины, элемент собирают из двух кусков. Сращивают их с помощью дюймовой доски, длиной 1 м, поместив ее с внешней стороны стропила. Готовый элемент можно устанавливать.
• Аналогичным образом изготавливают вторую половину диагональных стропил, не забыв, что она должна размещаться несколько ниже первой. Место стыковки двух половин накоса не должно совпадать с отрезком сращивания досок в одну деталь.
• Стыковка досок производится гвоздями на расстоянии 40-50 см.
• Далее по шнурке на стропиле необходимо прочертить линию запила, чтобы его можно было состыковать со смежным диагональным элементом.

Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.

Устройство нарожников

Посредством нарожников формируются вальмы и треугольные части больших скатов. В верхней части элемент упирается на диагональную стропилину, внизу — на мауэрлат или балки перекрытия.

Нарожники устанавливаются двумя способами:

• С помощью врубки. В диагональных стропилинах вырубают гнезда на расстоянии 20 см друг от друга, при этом следует помнить, что врубка нарожников смежных скатов не должна выполняться напротив друг друга.
• Монтаж черепных брусков, которые будут выступать в качестве опор для нарожников. Для этого берут бруски 5*5 см и наколачивают их на нижнюю часть накоса. Этот вариант считается более эффективным, так как врубка может ослабить прочность и устойчивость накоса. Кроме того использование такого способа позволяет располагать нарожники напротив друг друга.

Крепление нарожников в нижней части выполняется по аналогии установки рядовых стропильных ног.

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.

Выполнение расчета и чертежа стропильной системы

Большинство специалистов рекомендуют перед выполнением работ по устройству вальмовой крыши обязательную разработку необходимой проектной документации. Это достаточно простая процедура для грамотного и квалифицированного проектировщика, особенно в том случае, когда проектирование выполняется при помощи различных специализированных программных комплексов.

Пример подробного расчета стропильной системы с использованием специальной программы приведен на видео:

Однако, достаточно часто, прежде всего, в целях экономии, часть расчетов или чертежей заказчики выполняются самостоятельно. Такой подход нельзя считать целесообразным, тем не менее, он продолжает применяться. В этом случае следует соблюдать несколько основных правил расчета элементов стропильной системы вальмовой крыши.

Основные правила, учитываемые при проектировании

При проектировании и последующем выполнении работ следует учитывать некоторые особенности вальмовой крыши:

• промежуточные стропила всегда имеют более крутой наклон, если сравнивать их с угловыми элементами;
• при выполнении чертежей конструкций стропильной системы следует учитывать, что конек и стропила изготавливаются из материала одинакового сечения;
• центральные стропила вальмов упираются как в коньковый брус, так и в обвязку;
• угловые, более короткие, стропила вальмов упираются только в угловые стропила.

Несмотря на кажущуюся простоту основных правил устройства вальмовой крыши, ее проектирование и составление чертежей – крайне сложный и трудозатратный процесс, который целесообразнее и правильнее доверить профессионалам.

Разметка расположения главных элементов – конькового бруса и стропил

Этот важный этап проектирования практически всегда можно выполнить самостоятельно. Для этого следует произвести ряд последовательных и несложных операций:

• определить и отметить центральную ось здания с обоих торцов на верхней части карниза. Таким будет будущее местоположение конька;
• обычной измерительной (иногда ее называют мерной) линейкой (один ее конец находится на линии конька, другой – на боковой стене) необходимо разметить места расположения обычных стропил;
• следующие этап – разметка длины свеса, когда измерительная линейка располагается одним концом за пределами стены;
• все описанные операции необходимо выполнить для всех стен строящегося здания.

После завершения определения мест конька и стропил, становятся более понятны очертания будущей вальмовой крыши.

Для того чтобы выполнить окончательный расчет, а затем и чертеж будущей конструкции, необходимо рассчитать основные параметры стропил, которые зависят от планируемого угла наклона кровли. Коэффициенты соотношений указанных величин приводятся в таблице.

Правила вычисления угла наклона

Важнейшим параметром, влияющим на всю конструкцию вальмовой крыши, в том числе и на стропильную систему, является уже упоминавшийся угол наклона крыши. На его величину оказывает влияние множество факторов, основными из которых являются:

• особенности района строительства, которые выражаются в уровне осадков и величине снеговой и ветровой нагрузки;
• тип и назначение чердачного помещения. Различные варианты – холодный чердак или мансарда – оказывают различную нагрузку на стропильную систему;
• материал покрытия кровли и т. д.

Учитывая множество факторов, выполнение расчета вручную практически нереально, либо требует серьезных профессиональных навыков и знаний. Однако существует достаточно большое количество вспомогательных программ, которые нетрудно найти в интернете на специализированных сайтах. Поставив имеющиеся данные в соответствующие окна программы, можно получить требуемую величину угла, которая может колебаться в пределах от 5 до 60 градусов.

После получения угла и других основных параметров, для составления чертежа достаточно перенести все имеющиеся данные на бумагу. Следует отметить, что все вышесказанное относилось к наиболее простому типу вальмовой крыши. В случае появления дополнительных элементов, например, эркера или подобных ему украшений здания, расчеты и проектирование усложняется.

Использование вспомогательной программы при выполнении чертежа вальмовой кровли показано на следующем видео:

https://youtube.com/watch?v=wqluVOEP9Lw