Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа. Вальмовая крыша — стропильная система и ее виды, чертежи, монтаж своими руками Конструкция вальмовой кровли чертежи узлов

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.

Вальмовая крыша - преимущества и недостатки

Плюсы:

• большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;

• возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;

• эстетическая привлекательность.

Минусы:

• сложность расчета и монтажа;
• более высокая стоимость реализации проекта;
• уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
• невозможность устройства мансарды;
• естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

Поскольку недостатки не критические - четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Конструкция вальмовой крыши

Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:

коньковая опорная балка или коньковый брус - используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;

диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) - более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;

центральное стропило - доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;

промежуточное или рядовое стропило - формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;

нарожник или короткое стропило - конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.

Расчет вальмовой крыши

Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

• ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;

• количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков - тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;

• вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;

• необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

Материал подготовлен для сайта www.сайт

Формулы для расчета вальмовой крыши

Высота конька
Длина конькового бруса	Длина дома минус его ширина
Длина центральных стропил (трапеции)		Теорема Пифагора
Длина рядовых стропил	Рассчитывается аналогично длине центральных стропил
Удлинение стропила для формирования каркасного свеса
Угол наклона рядовых стропил
Длина диагональных вальмовых стропил
Нарожники (короткие стропила)	Первое короткое стропило
	Второе короткое стропило
Площадь вальмовой крыши

Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.

Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.

Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.

Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.

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.

Материал для вальмовой крыши

Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.

Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.

Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.

Стропильная система вальмовой крыши - технология монтажа

Устройства стропильной системы своими руками пошагово:

1. Подготовка заготовок (стропил)

Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:

• необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
• разной длиной нарожников (коротких стропил);
• наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.

Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.

Преимущества технологии сращивания стропил:

• получение неразрезных балок заданной длины;
• увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
• упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
• возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.

2. Крепление мауэрлата

Мауэрлат для вальмовой крыши - это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.

Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.

Поскольку назначение мауэрлата - служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).

Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек - 1000-1200 мм.

3. Монтаж прогона

Прогон - это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.

При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения - на хребте вальмы или на ребре ендовы.

Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.

4. Установка опорных стоек

Стойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).

5. Монтаж коньковой балки

Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.

6. Крепление стропильных ног

Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:

1. монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
2. монтируются диагональные стропила, а затем остальные.

При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.

Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.

Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.

Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.

Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).

Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:

• установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
• установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
• шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.

7. Монтаж рядовых стропил

Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.

8. Установка нарожников (коротких стропил)

Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.

Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.

Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.

Вальмовая крыша своими руками пошагово - видео

В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.

После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши - длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ - от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.

Вальмовая крыша относится к четырехскатным конструкциям, стропильная система данного типа крыши образует четыре ската, два из которых в форме трапеции своими верхними гранями соединяются на коньковом прогоне, а боковые скаты образуют треугольники. Эти треугольные скаты носят название вальма.

Конструкция вальмовой крыши отличается рядом преимуществ:

• Удобство для создания мансардного этажа;
• Экономичность (с точки зрения расхода строительных материалов);
• Интересный внешний вид.

При этом обустройство данного типа кровли сопряжено с рядом трудностей и требует проведения особых расчетов при планировании системы стропил.

В этой статье

Особенности стропильной системы

Стропильная система вальмовой крыши предполагает ряд отличительных элементов, которые и определяют ее отличительную конструкцию. Знание этих особенностей необходимо для проведения расчетов стропильной системы и ее возведения.

Виды стропил вальмовой крыши

Стропила в конструкции вальмовой крыши разделяются на несколько типов:

• Угловые стропила. Одним краем стоят на мауэрлате, другим должны опираться на одну из оконечностей конькового бруса.
• В симметричной вальмовой крыше предусмотрено 4 угловых стропила, которые формируют вальму. Угловые стропила имеют самую большую длину и потому часто нуждаются в укреплении и опоре;
• Центральные стропила монтируются на мауэрлат и край конькового прогона. Схема данной кровли задействует 4 таких элемента, по паре на каждый трапециевидный скат кровли;
• Центральные вальмовые стропильные ноги разделяют вальмы кровли на две равные части. Устройство стропильной системы вальмовой крыши подразумевает наличие 2 подобных элементов.
• Промежуточные стропильные ноги подобны центральным и монтируются к таким же точкам опоры. Их количество варьируется от размера крыши и длины конька. Если кровля небольшая, они могут отсутствовать.
• Укороченные стропильные ноги занимают свое место в углах крыши. Опирающиеся на мауэрлат и угловые стропила, они меньшего размера по сравнению с другими стропилами размер, который становится меньше к углу.

Элементы усиления системы

Вальмовая крыша относится к сложным кровельным сооружениям, ее стропильная система нуждается в особом усилении. Элементы, отвечающие за прочность кровельного объекта, подразделяются на несколько типов:

• Особого усиления требуют длинные угловые стропила. Их укрепление возможно шпренгелем – угловой балкой, которая представляет перевернутую букву «Т» и нижней частью устанавливается на мауэрлат, а верхней упирается в угловое стропило. Подпор диагональных стропильных ног возможно подкосами с опорой на балки перекрытия или центральный лежень;
• Затяжки скрепляют пары стропил. Они могут дополнительно нести функцию балок перекрытия или помещаться ближе к коньку и быть основой для формирования полотка чердачного помещения;
• Стойки укрепляют коньковый брус. Нижней опорой стоек может быть лежень, если по центру здания имеется капитальная стена для его укладки, или они могут быть установлены на балки перекрытия;
• При длине промежуточных стропил более 4 м их также укрепляют диагональными стойками под углом 45-60° с опорой стропил на балки перекрытия;
• При возведении крыши в регионе с сильной ветровой нагрузкой целесообразно использование ветровой опоры, которая набивается к стропилам со стороны наибольшего ветрового удара.

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Эскиз крыши

Прежде чем приступать к монтажу кровельной конструкции рекомендуем выполнить ее эскиз в масштабе. Этот эскиз будет своего рода макетом и инструкцией по созданию вальмовой крыши:

• Рисуем дом в двух проекция (анфас и профиль) соблюдая все пропорции в масштабе;
• Отмечаем на проекции анфас высоту конька и выбранный угол скатов;
• Определяемся с длиной конькового прогона на проекции дома в профиль;
• На схемах наносим шаг стропил, вычерчиваем все стропильные ноги;
• Дополняем эскиз необходимыми отметками для усиливающих элементов системы.

Данный эскиз не только поможет визуализировать будущую кровлю, но и станет своеобразной инструкцией по ее возведению. Кроме того, данный чертеж поможет определиться с необходимым количеством строительных материалов.

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.

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.

Сторонники европейского стиля при строительстве загородной недвижимости в большинстве случаев останавливают свой выбор на вальмовой крыше, преимуществом которой является не только внешняя привлекательность, но и надёжность конструкции. Выбирая даже самый простой для исполнения вариант, вы сможете использовать массу интересных элементов, способных придать сооружению особую изысканность и уникальность.

Что представляет собой вальмовая крыша

Самая незамысловатая вальмовая крыша выполнена в виде каркаса с четырьмя скатами: двумя треугольными торцевыми, называемыми вальмами, и двумя фронтальными трапециевидными плоскостями. Все скаты укладываются от конькового элемента до карниза, при этом большей площадью и длиной ската обладает фронтальная поверхность.

Помимо стандартного исполнения, существуют полувальмовые кровли, применяемые, как правило, для создания дизайна в голландском стиле. Этот вариант предусматривает монтаж карнизов фронтальных скатов существенно ниже торцевых. Такую крышу целесообразно возводить при обустройстве мансардного помещения в качестве жилой площади.

Все четыре ската вальмовой крыши сходятся на коньковом брусе, который имеет меньшие размеры, чем на двухскатных кровлях

Монтаж вальмовой крыши осуществляется на основе сборки узлов и элементов, которые присутствуют и в конструкциях более сложных кровель.

Основной каркас конструкции собирается из следующих элементов:

1. Для изготовления боковых стропил и промежуточных систем заготавливаются доски сечением 50×150 мм. При устройстве конструкции следует помнить, что крайние стропила должны иметь в вершине меньший угол, чем промежуточные.
2. Установку коротких стропильных ног выполняют к угловому стропилу, а не к коньку, при этом их угол наклона должен быть таким же, как и у промежуточных деталей.
3. Для коньковых элементов подбирают материал того же сечения, что и для стропил.

В каркасе вальмовой крыши принято выделять центральные и промежуточные стропила. Центральными называются элементы, стыковка которых выполняется на углах конькового бруса с трёх сторон. Промежуточные стропила находятся между центральными и соединяют конёк с мауэрлатом, образуя карниз.

Центральные стропила сходятся на коньковом элементе с трёх сторон

Дополнительными, но не менее важными при строительстве вальмовой крыши являются следующие факторы:

Фотогалерея: дома с вальмовыми крышами

Все своды вальмовой крыши квадратного дома сходятся в одну точку На скат вальмовой крыши можно вывести часть конструкции чердачного помещения Дом может иметь пристройки, накрытые аналогичной крышей Крыши нескольких равноправных частей дома могут объединяться в единую конструкцию Скаты вальмовой крыши можно делать из стекла Вальмовая крыша отлично смотрится на зданиях в средневековом стиле

Самостоятельное строительство вальмовой крыши: подробная инструкция

Выполнение монтажа кровли своими руками требует чёткого соблюдения этапов строительства, а также наличия навыков аналогичных работ и комплекта специальных инструментов.

Перечень инструментов и материалов для строительства вальмовой крыши

Установка каркаса кровли невозможна не только без качественных пиломатериалов или кровельного покрытия, но и без соответствующих крепёжных элементов.

К металлическим крепёжным изделиям относятся:

• гвозди и саморезы для кровельных работ;
• анкерные болты;
• стальные уголки;
• другие детали, отвечающие за надёжность и прочность возводимой конструкции.

Важным моментом обустройства кровельного каркаса является установка скользящего крепления стропильных ферм как на коньке, так и в местах соединения с мауэрлатом. Такой способ фиксации элементов стропил позволяет исключить возможность повреждения кровельной системы из-за усадки несущих стен и при сезонных деформациях здания.

Скользящее крепление позволяет элементам стропил перемещаться в пределах допустимых отклонений при небольших деформациях каркаса здания

Конструкцию стропил собирают из следующих материалов:

1. Мауэрлат изготавливается из бруса сечением 100×150 мм.
2. Для конька и стропил выбирается брус сечением 50×150 мм. Специалисты, занимающиеся монтажом стропил, рекомендуют использовать в работе брус или доски с одинаковым сечением, только тогда будет достигнута максимальная прочность и качество конструкции.
3. Стропильная система по мере готовности обустраивается деревянной обрешёткой с сечением досок 25×150 мм.

При выборе кровельного материала предлагается несколько вариантов, среди которых наилучшим считается мягкая кровля. Её проще всего крепить к сложным стропильным системам наподобие вальмовой. Перед монтажом покрытия следует уложить слой утеплителя и пароизоляционной плёнки, при необходимости дополнительно может крепиться фанера.

Прежде чем приступать к установке кровельного пирога, следует обработать все деревянные детали стропил антисептическим средством.

Монтаж конструкции будет осуществляться намного быстрее, если под рукой будут необходимые инструменты:

Видео: как сделать запил стропил в вальмовой крыше

Что нужно знать при проектировании и составлении сметы на строительство

Конструкция крыши может быть любой в зависимости от запросов и возможностей хозяина дома. Сложность работ будет зависеть от расположения несущих стен. По мере усложнения проекта для его реализации увеличивается расход материалов, трудозатраты, и сроки исполнения заказа.

Сложность возведения вальмовой крыши в первую очередь зависит от размеров и конфигурации здания

Возведение сложной вальмовой крыши лучше предоставить профессионалам, которые выполнят точные расчёты всех элементов стропильной системы и смогут изготовить кровлю в строгом соответствии с проектом. Любителям пробовать свои силы в самостоятельном строительстве необходимо учесть несколько факторов:

1. Способность строения и фундамента выдерживать нагрузку будущей крыши.
2. Особенности стропильной системы - наслонные и навесные конструкции имеют свои тонкости реализации.
3. Допустимый размер сечения деревянных элементов конструкции при заданных значениях длины и расстояния между стропильными фермами.
4. Соответствие углов наклона скатов и стропильного прогона при сведении их на коньке.
5. Необходимость организации дополнительных отверстий и выступов, например, под дымоотводы, вентиляцию, оконные и другие проёмы.

При проектировании стропильной системы для вальмовой крыши необходимо учесть множество разных факторов

Пошаговая инструкция по монтажу стропильной системы

Сначала выполняется подготовка древесины - она хорошо просушивается, обрабатывается антисептическими составами и снова подвергается сушке. По мере готовности материала можно приступать к его монтажу по нижеприведенной схеме:

1. По периметру несущего основания укладывается и надёжно крепится мауэрлат с обязательной гидроизоляционной прослойкой из рубероида или аналогичных материалов.

   
   Мауэрлат крыши укладывается на гидроизоляционный материал и крепится при помощи шпилек

2. Мауэрлат размечается по вычисленным ранее размерам. Чтобы отметки были хорошо видны, рекомендуется наносить их ярким маркером или даже вбить небольшие маячки. Важно соблюдать идентичность разметок на противоположных плоскостях, в противном случае укладка балок будет неровной.

   
   Разметку необходимо делать очень тщательно, чтобы стропильные фермы и затяжки были установлены ровно

3. Монтаж балок перекрытий осуществляется на мауэрлат либо на дополнительный брус, укреплённый чуть ниже плоскости стен.

   
   Балки перекрытий (затяжки) можно крепить на мауэрлат

4. Для снижения нагрузки с несущего каркаса мауэрлат скрепляется с помощью поперечных затяжек.

   
   Поперечные затяжки перераспределяют нагрузку от кровли равномерно по всему периметру стропильной системы

5. После завершения укладки затяжек поверх балок перекрытия рекомендуется соорудить дощатый настил крепления к балкам.По нему будет удобно и безопасно ходить при выполнении дальнейших работ.

   
   Временный настил служит для безопасного перемещения по всей площади перекрытий при монтаже стропил

6. Далее устанавливаются стойки к затяжкам либо к балкам перекрытия.
7. Вверху стойки крепятся к коньковой балке. На неё же монтируются и центральные стропила с торца кровли.
8. Затем осуществляется разметка и устройство промежуточных стропил со стороны фронтонов.

   
   Промежуточные стропила устанавливаются с фронтальной стороны

9. После этого производится укладка диагональных стропил, соединяющих коньковый элемент здания с углами. В случае необходимости возможна установка дополнительных стоек.

   
   Диагональные стропила соединяют коньковый элемент крыши с углами

10. К диагональным стропилам фиксируются короткие стропила, называемые нарожниками. Расстояние между ними должно быть таким же, что и между промежуточными элементами.

    
    Нарожники соединяют диагональные стропила с мауэрлатом

11. В схеме конструкции могут фигурировать и другие детали поддержки и усиления: подкосы, ветровые балки, система шпренгелей.
12. Если стропила оканчиваются на поверхности мауэрлата, их необходимо продлить за пределы каркаса здания при помощи «кобылок», за счёт которых создаются карнизы и кровельные свесы.

Стропильные ноги могут крепиться к мауэрлату разными жёсткими элементами, например:

Стропильные ноги к брусу конькового элемента тоже крепятся несколькими способами:

1. Соединение ног друг над другом и над брусом с последующим креплением на болты.
2. Создание выемок на стропилах для усиления жёсткости соединения с коньковым элементом.
3. Подведение стропил к коньку с последующим их скреплением с помощью деревянных или металлических накладок.

В месте крепления конькового бруса к стропильным ногам тоже получается довольно сложный узел, и только при надёжном сопряжении и фиксации всех частей можно говорить о долговечности вальмовой кровли. В этом случае коньковый брус укладывается поверх стоек, после чего его скрепляют с помощью деревянных накладок по обе стороны. Затем выпиливаются диагональные стропильные элементы, которые крепятся к коньку и промежуточному стропилу. Аналогичным образом выполняется монтаж второго стропила для другого угла дома.

Видео: монтаж стропильной системы вальмовой крыши своими руками

Подготовка крыши для укладки кровельного покрытия

Когда стропильная система будет полностью установлена, можно приступать к подготовке конструкции под укладку кровельного материала:

1. Проводится разметка в местах планируемых оконных и дверных проёмов, выходов дымоотводных труб, вентиляционных отверстий с последующим обрамлением выбранных проёмов деревянными рейками.
2. Далее монтируется кровельный пирог в приведённой ниже последовательности:
   1. На стропила натягивается и крепится слой пароизоляционной плёнки.
   2. Следующим слоем устанавливается обрешётка.
   3. В промежутки между рейками крепится утеплитель с ветрозащитой по типу полиэтиленовой плёнки.
   4. Далее устанавливается контробрешетка.

Последний этап перед монтажом покрытия напрямую определяется выбранным кровельным материалом. Так, если выбор пал на металлочерепицу, то она может крепиться сразу к контробрешётке. Если же используется мягкая кровля, то понадобится дополнительный слой из листов фанеры или OSB.

Рекомендуется строго соблюдать правила укладки кровельного материала

Обустройство кровельной вентиляционной системы

Для забора воздуха из подкровельного пространства вентиляционное отверстие делается внизу ветровой подшивки, а для его вывода - в верхней части крыши - ближе к коньковому элементу. При создании подшивки из деревянных досок можно оставить небольшой зазор между ними, что позволит создать лучшую вентиляцию.

При плотной сборке подшивки рекомендуется сделать несколько небольших деревянных решёток и разложить их на всю длину ветровой подшивки шагом в 80 см. Чтобы высверлить нужное отверстие, придётся вооружиться дрелью с насадкой-чашкой. Место для верхнего выхода воздуха оборудуется в самой крыше.

При использовании гибкой черепицы вентиляция выполняется путём проветриваемого конька, керамическая черепица допускает подачу воздуха через кровельный вентиль. Вентиляция шифера, ондулина и других аналогичных покрытий осуществляется через стандартные коньки. Металлочерепица проветривается с помощью конькового уплотнителя.

Видео: вальмовая крыша из металлочерепицы

Беседка с четырехскатной крышей

Беседка с вальмовой кровлей станет эталоном дизайнерского решения, а при условии грамотного расчёта и обустройства будет отличаться надёжностью и долговечностью эксплуатации. Собрать четырехскатную крышу будет несложно собственноручно. Такая конструкция подходит для беседки в виде прямоугольника или квадрата. Первый вариант представляет собой сборку вальмовой конструкции с двумя треугольными и таким же количеством трапециевидных скатов. Второй вариант - это шатровая вальмовая крыша, состоящая из 4 равнобедренных треугольных скатов.

Вальмовая крыша для квадратной беседки состоит из четырех одинаковых треугольных секций

Четырехскатная кровля является прекрасным выбором при строительстве беседки, поскольку она допускает применение любых кровельных покрытий, а удобная конструкция обеспечивает свободный угол обзора, её легко можно обустроить, например, в китайском стиле, добавив свесам длины и несколько изогнутых диагональных стропил.

На подготовительном этапе работы делается чертёж будущей крыши с учётом основных факторов:

• веса всех стропил и их дополнительных элементов;
• массы кровельного покрытия и гидроизоляции;
• уровня климатических нагрузок, слоя снежных масс;
• веса строителей, обслуживающих крышу;
• нагрузки от оборудования, которое планируется установить на стропильной системе.

От того, каким будет наклон скатов и какие материалы выбраны для покрытия кровли, напрямую зависят особенности установки, например, шаг расположения реек обрешётки и стропильной системы. И всё это сказывается на общем весе постройки.

Продлить срок службы деревянной беседки можно, предварительно обработав все её элементы специальными антисептическими пропитками, а также огнезащитным средством. Наносятся все эти составы достаточно просто обычной кистью или валиком.

Опорой для четырехскатной крыши беседки могут быть деревянные, кирпичные стены либо стойки опорного каркаса. Если в работе используется кирпич, то конструкция получится капитальной и потребует возведения прочного фундамента, способного выдерживать большие нагрузки. Строительство вальмовой крыши на такой беседке в целом сходно с установкой кровли на жилом доме или другом крупногабаритном строении.

Небольшие вальмовые крыши можно собирать на опорах из столбов, которые предварительно следует хорошо закрепить

Если же беседка устанавливается на деревянные столбы, то следует предварительно проверить прочность закрепления её опор, они должны стоять строго вертикально, а для жёсткости и устойчивости каркаса снизу их перевязывают перемычками. Сверху тоже монтируются перемычки, которые будут являться обвязкой под скатную конструкцию. Из-за высокой нагрузки опоры могут постепенно разойтись, поэтому рекомендуется заранее скрепить их на верхних концах с помощью диагональных перемычек, а в местах стыковки проложить деревянные или стальные накладки.

Пошаговая инструкция по установке вальмовой крыши для беседки

Шатровую крышу собирают так же, как и обычную вальмовую, исключая монтаж конькового бруса. При этом производится связка диагональных стропил в коньковый узел.

Видео: строительство беседки и барбекю своими руками

Недостаток опыта строительства кровельных конструкций может негативно сказаться на качестве будущей крыше и степени защиты всего сооружения, поэтому для выполнения подобного рода работ рекомендуется обратиться к профессиональным строительным бригадам. При правильном подходе вальмовая крыша станет прекрасной архитектурной конструкцией дома, беседки и любых других построек.

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

Уклон ската крыши	Коэффициент для промежуточного стропила	Коэффициент для углового стропила
3:12	1,031	1,016
4:12	1,054	1,027
5:12	1,083	1,043
6:12	1,118	1,061
7:12	1,158	1,082
8:12	1,202	1,106
9:12	1,25	1,131
10:12	1,302	1,161
11:12	1,357	1,192
12:12	1,414	1,225

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.