Стропильная система вальмовой крыши: особенности и калькулятор

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Вальмовые четырехскатные кровли превосходят по сложности возведения обычные двускатные модели. Это объясняется сложностью точной стыковки всех четырех скатов под требуемым уклоном. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника. При формировании стропильной системы и возникают основные трудности устройства вальмовой крыши.

Проект дома с вальмовой крышей учитывает, что уклон скатов должен находиться в пределах от 10 до 60 градусов. На выбор угла наклона влияет количество атмосферных осадков, материал кровельного покрытия, а также то, будет ли использоваться подкровельное пространство под мансардное помещение. В регионах с большим количеством осадков уклон должен быть не менее 45 градусов.

Схемой вальмовой крыши должны быть предусмотрены форма сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса. Помимо этого, в чертежах стропильной системы вальмовой крыши отражается длина конькового прогона, высота крыши, угол наклона скатов, ширина пролетов, методы усиления конструкции и специфика крепления элементов.

Схематическая конструкция вальмовой крыши

Учитывая, что накосные стропильные ноги имеют большую длину и являются опорными для нарожников, они нуждаются в усилении. Для этого применяют шпренгель, балку которого врезают в мауэрлат, а стойкой подпирают накосную ногу. Для усиления стропильной системы практикуют использование ветровой балки. Ее фиксируют с внутренней стороны центральных стропил по диагонали преимущественно с ветреной стороны дома.

В случае когда стропила имеют длину более 4,5 м для их усиления используют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать для стропил брус меньшего сечения. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые не дают стропилам разъехаться. Если затяжки крепятся ближе к коньковому ригелю, они могут служить в качестве основания под обшивку потолка мансардного этажа.

В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность использования наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах выясняется, что параметры бруса не соответствуют требуемой нагрузке, возможно применение клееных или наборных стропильных балок. Эти модифицированные элементы значительно массивней и могут иметь большую длину.

Стропильная система дома с вальмовой кровлей

Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то используют висячие стропильные ноги, которые опираются только на две опоры (на две стены дома). В этом случае стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. Ввиду того что стропильные ноги создают распирающие усилие на стены, применяют деревянную затяжку, которая соединяет между собой стропила. Обычно ее устанавливают внизу у основания стропильных ног.

Когда строение имеет промежуточную несущую стену или средние опорные столбы, используют схему наслонных стропил. В этом варианте стропила одним концом опираются на наружные стены, а для средней части ног опорой являются колонны или внутренняя несущая стена. При такой конструкции стропильные элементы работают на изгиб, подобно балке.

По сравнению с крышей, где используют висячие стропила, конструкция с наслонными стропильными ногами является более легкой. На возведение такой кровли расходуется меньше материалов, что уменьшает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это происходит когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая — нет. Для устройства крыши над таким строением используют оба варианта стропил.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши

Схему стропил вальмовой крыши с выносом применяют, когда необходимо произвести увеличение карниза. В этом случае стропильные ноги будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия такой элемент как мауэрлат можно полностью исключить из конструкционной схемы. Вместо него предлагается применение деревянных выравнивающих прокладок.

Материалы для возведения крыши

Для монтажа стропильной системы понадобится не только хорошо просушенная качественная древесина, но и металлические крепления, а также кровельные гвозди, саморезы и анкерные болты.

Из металлических элементов нужно будет приобрести уголки и крепления различной конфигурации, которые помогут сделать конструкцию более надежной и крепкой.

Одним из них является скользящее крепление. Его устанавливают в нижней части стропил, закрепляя их таким образом к мауэрлату. Установив его, можно исключить риск деформации системы крыши при усадке несущих стен.

Еще одним давно применяемым креплением являются скобы. Ими соединяют разные детали системы, например, стропила и балки перекрытия или мауэрлат, если крыша возводится, например, на здании, которое уже давно дало усадку.

Вам понадобится:

— для укладки мауэрлата нужен будет брус, имеющий сечение 100×150 мм;

— стропила и конек изготавливают из бруса сечением 50×150 мм. Строители, занимающиеся возведением стропильных систем, рекомендуют производить монтаж всей системы из бруса или досок, имеющих одинаковое сечение — это дает гарантию прочности и надежности постройки;

— сверху системы стропил набивается обрешетка из досок, сечение которых должно составлять 25×150 мм.

Выбирая древесину для системы стропил, можно опираться на составленную специально для этого таблицу. В ней приведены допустимая длина стропил (в метрах) из хвойной древесины (лиственница, ель, кедр, сосна), в зависимости от ее качества, сечения бруса и средней величины снеговой нагрузки в данном регионе.

• Кроме этого, необходимо будет купить кровельный материал, утеплитель и пленку пароизоляции, которая настилается на стропила под обрешетку. В качестве кровельного материала для вальмовой конструкции крыши традиционно выбирают мягкое покрытие — его легче закреплять на сложной конфигурации такой стропильной системы. Под такую кровлю будет необходимо сделать настил из фанеры.
• Также нужно приобрести антисептический состав для обработки дерева перед началом монтажа.
• Возможно, понадобится стальная проволока диаметром в 4 мм, для закрепления некоторых элементов в несущей стене.

Монтаж стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши своими руками

Устройство вальмовой крыши начинают, устанавливая балки. Сначала укладывается мауэрлат, затем поперечная балка.

Далее применяя разметочную рейку и отвесы (или уровни), нужно в первую очередь провести разметку месторасположения конька, с учетом рассчитанной высоты, которая определяется исходя из предпочтений и вкуса хозяина.

Стойки конька устанавливаются вертикально и крепятся саморезами. Для фиксации стоек конька применяют укосины. Конек располагается строго в центре строения. Для стропильной системы и коньковых элементов используется одинаковый материал (доска 150 на 50 мм).

На следующем этапе производится установка накосных стропил. Обычно их четыре и они равной длины. Это, пожалуй, самый важный этап, на нем закладываются плоскости всех скатов, и они должны быть безупречно ровными.

Диагональные стропила имеют наибольшую длину, поэтому иногда требуется спарить несколько досок, чтобы добиться нужной длины. Накосные стропила соединяются попарно. При таком способе отсутствуют лишние отходы.

Следует учесть, что они должны выходить за пределы стен примерно на 50 — 100 сантиметров, а верхним концом прикрепляться к коньку. Это делается для создания карниза, который служит защитой стен от влаги, создаваемой различными осадками. В климатических условиях с сильными ветрами длину свеса можно увеличить до метра.

Сечение стропил выбирается в зависимости от:

• угла уклона крыши;
• предполагаемых нагрузок, воздействующих на крышу;
• расстояния между несущими стенами;
• шага между стропилами.

Установка промежуточных стропил

Необходимо соблюдать следующие правила:

1. Центральные и промежуточные стропила монтируются по верху бруса конька. Они также выходят за пределы стен. Их количество рассчитывается исходя из длины здания.
2. При установке угловых стропил их верхняя часть укладывается на накосные стропила. Приближаясь к углам строения их размер уменьшается.

Монтируются они по концам конька. Для этого надо найти одну точку на мауэрлате строго на середине стены и точку середины толщины конька. Здесь будет установлено первое центральное стропило (на вальме).

Затем монтируются центральные стропила на скатах-трапециях и параллельно им устанавливаются оставшиеся промежуточные стропила.

Высчитать величину расстояния, на котором их нужно монтировать, можно следующим способом: длина конькового бруса делится на величину большую числа запланированных стропил на единицу. Обычно эта величина колеблется в пределах от 60 до 80 сантиметров. А длину стропила можно определить простым способом: уложить его в место установки, добавить длину карниза и наметить спилы.

Очень важный момент при монтаже стропильной системы – соединение в пересечении диагональных и центральных стропил (трапеций и вальм) на коньковом брусе. Для этого делаются надрезы с двойными скосами. Для прочности соединения пользуются стяжками.

Как устанавливаются угловые стропила (нарожники)

Данные стропила монтируются в параллели с центральными. На нарожнике производится спил, он укладывается на накосное стропило и крепится гвоздями или саморезами. Можно произвести соединение при помощи врубки или с применением опорного бруса, закрепленного на диагональном стропиле с обеих сторон. Нарожные стропила основных скатов и вальмовых не должны быть состыкованы с диагональными стропилами в одном месте.

При большой ширине здания в расчетах обязательно нужно учитывать показатели провисания, особенно это касается диагональных, а также промежуточных стропил. Центральное стропило соединяется с коньковым бруском двумя деревянными коньками.

Для того чтобы усилить (укрепить) углы вальмовой крыши, можно установить шпренгели со стойками. Они будут подпирать диагональное стропило и обеспечивать надежность всей конструкции. Шпренгель – это дополнительный брус для повышения прочности конструкции.

Обрешетка вальмовой крыши производится согласно рекомендациям по монтажу обрешетки для выбранного материала.

Теперь, когда вы имеете достаточный объем информации относительно конструкции стропильной системы вальмовой крыши и проведению ее монтажа, вы вполне можете провести его самостоятельно. Далее можно проводить обрешетку крыши.

Предлагаем наглядно ознакомиться с процессом монтажа стропильной системы вальмовой крыши из следующего видео:

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из :

• Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости. Служит опорой для большей части стропил.
• Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.
• Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.
• Угловые стропила. Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Для осуществления правильных расчетов конструкции вальмовой кровли следует учитывать все ее основные составные элементы:

1. Верхушка – конек. Устройство представляет собой брус, который фиксируется на самой верхней точке горизонтальной плоскости крыши. Он несколько меньше от общей длины здания и служит для соединения элементов стропильной системы.
2. Стропила центральные. Такие несущие элементы кровельной конструкции размещаются по высоте и длине скатов, а также конька.
3. Угловые стропила. Располагаются такие брусья под наклоном. Установка их начинается от конька и завершается на краю здания.
4. Вальмы. Такие наклонные элементы одной стороной соединяются с коньком, а второй – с угловыми стропилами.
5. Мауэрлат. Данный элемент позволяет соединить стропильную систему со стенами здания. Такая привязка выполняется по всему периметру здания.
6. Свесы. Обычно данная защитная конструкция является удлиненной частью стропильных ног. Для вальмовых крыш характерны карнизные свесы, которые позволяют оградить стены дома от воздействия влаги.
7. Обрешетка. Такое устройство необходимо для закрепления кровельного материала, а также гидроизоляционного слоя и утеплителя. Обрешетка может быть разреженной и сплошной. Ее тип зависит от вида кровельного покрытия.

При онлайн расчетах кровли берется во внимание ее покрытие. Материал может быть в виде рулонов, отдельных модулей или листов

Вальмовые крыши не имеют фронтонов. Основным их достоинством является жесткость всей конструкции и хорошая обтекаемость покрытия. Но спроектировать такого типа надежную кровлю достаточно сложно без большого количества отходов материала. Поэтому лучшим помощником при составлении плана строительства кровли является калькулятор, который при внесении всех данных предоставит достоверные расчеты вальмовой крыши с чертежом.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор вальмовой крыши предназначен для расчетов объема строительных материалов, необходимых для обустройства кровли построек различного назначения по заданным параметрам. Производится расчет угла наклона кровельного ската, прочности стропильной системы, а так же количества кровельного, подкровельного материала и обрешетки.

Система автоматически рассчитает рекомендуемые параметры для данного вида кровли.

Вальмовая крыша имеет 4 ската и 4 ребра (диагональных стропил). Торцевые скаты имеют треугольную форму от конька до карниза, и называются вальмами. Данная конструкция несколько сложнее обычных двухскатных крыш, но обладает достаточно оригинальным дизайном. Полувальмовая крыша отличается тем, что скаты по своей длине меньше и не доходят до карниза.

Для вальмовой конструкции подходят практически все популярные виды кровельных материалов, а их выбор чаще всего зависит от личных предпочтений и эксплуатационных характеристик самого материала.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Выполняем калькуляцию

Расчет площади кровли четырехскатной крыши основан на сумме площадей трапециевидных сторон и 2 треугольников с равными бедрами. Для выполнения расчетов вальмовых скатов можно воспользоваться формулой равнобедренного треугольника. Чтобы узнать площадь трапециевидных сторон, потребуется формула вычисления площади трапеции, которая и заложена в калькулятор вальмовой крыши.

Для расчета площади сторон крыши применяются стандартные геометрические формулыИсточник nts-sk.ru

В базе калькуляторов находится информация о наиболее популярных кровельных материалах. Для получения результата достаточно отметить:

• параметры основания кровли;
• предполагаемый шаг стропил;
• предпочитаемый кровельный материал;
• сорт и размеры древесины, которая будет использована для создания обрешетки;
• регион строительства.

Система самостоятельно проведет полный расчет кровли четырехскатной крыши, и выдаст готовый результат.

При выполнении вычислений учитывается метеорологическая обстановка района застройки. При этом исследуется интенсивность осадков, а также скорость ветра и сила его потоков. Но надо учитывать, что все формулы калькуляторов, соответственно, и заложенные погрешности, находятся внутри интерфейса, поэтому дать гарантию точности не сможет ни одна онлайн-считалка.

Внешний вид

Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.

Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:

1. Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
2. Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
3. Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
4. Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
5. Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.

6. Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.

7. Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
8. Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.

Плюсы конструкции

Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:

• Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
• Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
• Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
• Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
• Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
• Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.

Минусы конструкции

Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:

1. Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
2. Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
3. Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
4. Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.

Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса

Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы

Что собой представляет вальмовая крыша?

Итак, так что же собой представляет стропильная система вальмовой крыши? Это четырехскатная конструкция, т.е. таковая, какая имеет четыре плоскости. Такая крыша куда сложнее двускатной, зато прочнее и надежнее в эксплуатации. Да и вид у нее во всем мире признан как один из самых удачных и эстетичных.

Вот главные преимущества такой конструкции:

• Благодаря наличию треугольных торцевых скатов в вальмовой крыше можно устанавливать обычные мансардные окна.
• Ввиду отсутствия острого выступа у вальмовой крыши более высокая стойкость к разным атмосферным явлениям.
• Вальмовая крыша считается экономичной – благодаря тому, что у нее нет фронтонов.
• Временные деформации такой крыши сведены к нулю – все благодаря ее особой конструкции.
• Утепление такой крыши значительно проще, чем двускатной (нет все тех же проблемных фронтонов).
• Большая стойкость к ветровым нагрузкам местности – благодаря низким углам наклона.
• Возможность легче и проще переоборудовать чердачное помещение в удобную мансарду. А это уже ценное увеличение жилой площади дома.

Из недостатков выделим основной: стропильная система вальмовой крыши сложнее, чем у обычной, а потому монтаж ее вам обойдется дороже, хотя вы и сэкономите на кирпичной кладке.

Некоторые особенности вальмовой крыши

При сравнении вальмовой и двухскатной крыши можно сразу заметить, что в устройстве вальмовой крыши отсутствуют вертикальные стенки фронтонов. Их заменяют треугольные скаты, располагающиеся с торцов. Благодаря этому визуальный и реальный объем крыши значительно уменьшается. С экономической стороны выгода от этого является спорным вопросом, так как при резке больших листов кровельного материала на вальмы происходит увеличение расходов.

Как и любое сооружение, вальмовая крыша условно делится на простые геометрические фигуры. Самый простой вариант имеет симметричные скаты: два в виде трапеции и два в форме треугольника. То есть вся конструкция состоит из четырех скатов, что послужило основанием для параллельного названия — четырехскатная крыша.

Боковой разрез вальмовой крыши имеет сходство с обычной двускатной крышей в форме треугольника. При визуальном осмотре в профиль можно увидеть трапецию, которая условно делится на прямоугольник с примыкающими по бокам развернутыми треугольниками. Форма трапеции определяется непосредственно застройщиком и зависит от отношения длины конька к длине карнизного свеса. Часть конструкции, которая имеет форму прямоугольника, возводится на основании кровельных стандартов по сооружению висячих и наслонных стропильных систем.

Вальмы, которые заменяют фронтоны, должны устанавливаться с определенным наклоном, так как конструкция предусматривает их соединение с наклонными сторонами трапеции. Именно устройство вальм является самым сложным этапом обустройства вальмовой стропильной системы. Тем, кто решит выполнить работу по аналогии с обычным скатным методом, можно сказать, что ничего из этого не выйдет. Все дело в том, что длина конькового прогона не соответствует длине ската, следовательно, стропильные ноги вальм в верхней части, а также примыкающие к ним треугольные части больших скатов, остаются без опоры.

В качестве опоры конструкцией предусмотрена установка особых накосных стропильных ног, которые соединяют коньковый брус и углы конструкции. Взгляд на вальмовую крышу сверху позволяет заметить, что накосные элементы представляют собой диагонали, по этой причине их второе название — диагональные. Кроме того конструкция вальмовой кровли подразумевает, что диагональ станет опорой для стропилин разной длины, установка которых выполняется под прямым углом к свесу. Эти разновеликие элементы называются нарожниками.

Таким образом, основными элементами вальмовой стропильной системы являются:

• Рядовые стропила вальмовой крыши, нижняя часть которых опирается на балки перекрытия или мауэрлат. В зависимости от типа опоры стропилины могут быть висячими или наслонными.
• Диагональные стропильные ноги, необходимые для соединения углов крыши и края конькового бруса. Такие элементы могут использоваться как для выпуклых углов вальмовой конструкции, так и при обустройстве вогнутых углов ендов.
• Нарожники — элементы, создающие плоскость вальмы и частей трапециевидных скатов, которые примыкают к диагональным стропилинам.

Как вычислить высоту конька?

Высоту конька вычисляют по чертежу поперечного сечения кровли. Разрез представляет собой равнобедренный треугольник, где стороны – стропила, а основание — пролёт между несущими стенами.

При расчёте на чертеже в центре основания будет находиться торец центрального ригеля, а на вершине треугольника – торец конькового прогона.

Высота конька будет вычисляться, как высота данного треугольника. Зная наклон, параметр определяют как произведение длины стропильной ноги на синус угла между балкой перекрытия и стропилом.

Алгоритм расчёта высоты конькового прогона можно выразить следующей формулой:

Определить тангенс можно с помощью специальной таблицы Брадиса.

Рекомендуем:

Стропильная система вальмовой крыши: особенности конструкции и нюансы монтажа Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы Стропильная система полувальмовой крыши: особенности конструкции и монтажа Обрешетка крыши под металлочерепицу своими руками: выбор материала и пошаговая инструкция