Стропильная система вальмовой крыши: особенности конструкции

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:

Центральные и промежуточные стропила монтируются по верху бруса конька. Они также выходят за пределы стен. Их количество рассчитывается исходя из длины здания.
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:

Полезные рекомендации

Полувальмовые крыши (они обычно относятся к голландскому и каркасному виду построек) выглядят иначе и допускают при монтаже карнизов торцевого ската расположение окон несколько выше, чем фронтальные. Строительство такого типа крыш, как правило, производится тогда, когда запланировано устроить внутри ее мансардного пространства жилую зону.

Проведение вентиляции холодного чердака является интересным вариантом, так как при отсутствии отопления конденсация влаги будет незначительной, но удаление ее в любом случае необходимо.

Этапы строительства вальмовой крыши смотрите в следующем видео.

Особенности и устройство

Вальмовые типы крыш отличаются от простых двускатных вариантов тем, что не оснащаются вертикальными перегородками фронтонов. Вместо них, в конструкции присутствуют треугольные скаты, находящиеся в торцах. Подобные элементы зрительно делают крышу более компактной и аккуратной. Однако экономической выгоды от этого эффекта практически нет. Раскраивая листовые материалы для вальмового ската, расходы только приумножатся. Так, монтаж профилированного листа или металлической черепицы заставит домовладельцев ощутимо раскошелиться на приобретение материалов с большим запасом.

Такие разновидности крыш разделяются по незамысловатым геометрическим формам. В самом нехитром решении без сопряжения ендов у такой конструкции будет две пары симметрично расположенных скатов в виде треугольников и трапеции. Подобная основа позволит сформировать качественную крышу с четырьмя скатами. В крыше с четырьмя скатами два ската проходят по длинной стороне постройки. Они являются трапециевидными.

Верхняя сторона выступает в качестве конька, а боковые составляющие расходятся от него по углам дома. С двух сторон на фронтонах скаты в подобном сооружении отличаются правильным строением по типу равнобедренного треугольника, упирающегося верхушкой в конек.

В анфас эта конструкция очень похожа на простую треугольную крышу с двумя скатами. В профиль же такое возведение приобретает трапециевидную конструкцию. При этом вариация самой трапеции главным образом зависит от задумки дизайнера или хозяев. Она определяется исходя из соотношения длины свеса карниза к параметру длины конькового элемента. Вальмы, пришедшие на замену фронтонов, всегда фиксируются под маленьким углом к горизонту.

Именно в их строении и кроется главная особенность вальмовой крыши и ее основания на стропилах, поскольку традиционным скатным способом соорудить ее не удастся, ведь коньковый прогон до конца не закрывает скат.

Из-за этого вальмовые ноги и треугольные детали не имеют опоры, необходимой верхним элементам. Опорой для данных деталей выступают накосные ноги, что соединяют конек и угловые составляющие конструкции. Главной особенностью подобных сооружений является их жесткость. Эта характеристика достигается благодаря боковым ребрам, которые соединяются друг с другом возле опорной балки конька. Стоит учитывать, что в подобном сооружении допустимо сформировать более выдающиеся свесы. С их применением стены дома будут защищены гораздо лучше и надежнее.

Если решено соорудить своими руками подобную конструкцию, то следует принять во внимание такие отличительные черты этих видов крыш, как:

для составления их стропильных конструкций трудно провести требуемые расчеты, как и произвести работы по монтажу;
подобные проекты стоят дорого;
чердачное помещение с крышей вальмового типа станет гораздо меньше;
с такой конструкцией не получится оборудовать мансарду;
в пироге кровли придется соорудить окна, чтобы впустить естественное освещение.

Удачные примеры и варианты

Вальмовые крыши выглядят очень эстетично, придавая частному дому более аккуратный и завершенный вид. Особенно привлекательно на жилых строениях смотрятся конструкции с эркером. Например, уютный двухэтажный дом из светлого дерева можно украсить вальмовой эркерной крышей контрастного темно-салатового или изумрудного цвета.

Темная вальмовая крыша будет органично смотреться в комбинации с нежно-молочным фасадом одноэтажного дома. Чтобы обыграть контраст, следует установить в таком жилище окна с темными рамами и такие же темные двери со стеклянными вставками. Для смягчения таких сдержанных тонов можно высадить около дома живые цветы розового цвета.

На светлом оштукатуренном доме, окруженном белым металлическим забором, будет гармонично смотреться розовая вальмовая крыша. Оживить постройку можно темными оконными рамами и кирпичной кладкой вокруг входной двери.

Вальмовые крыши потрясающе смотрятся в ансамбле с домами, имеющими фасад, отделанный камнем. Причем и крыша, и стены строения могут быть темными и различаться только по оттенку. Чтобы сооружение не казалось слишком мрачным, его следует завершить окнами с белыми рамами и широкой асфальтовой или каменной тропинкой, ведущей к входной двери.

В следующем видео вас ждет установка стропил и мауэрлата по безраспорной системе для вальмовой крыши.

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

Существующие виды систем стропил полувальмовых крыш

Схема полувальмовой крыши изображена на рис. 1. Данное изделие имеет непростое устройство. Трапеции в данном случае будут заменены многоугольниками.

По виду вальм крыши можно разделить на:

Голландские. В нижней части вальма обрезается, а к карнизному свесу идет фронтон в форме трапеции.
Датские. Выполняются в обратном порядке. Вальма в форме трапеции идет от карнизного свеса, а над ней устанавливаются небольшие фронтоны треугольной формы.

Конструкция голландской крыши

Под потолком мансарды располагается чердак, в котором проветривание будет обеспечиваться окнами. Данные элементы нужно монтировать во фронтоны.

Чтобы соорудить данную крышу, понадобится подготовить много материалов. В процессе возведения полувальмовой четырехскатной крыши будут использоваться различные элементы, основными из которых являются следующие: стропильные ноги различных видов, упоры, подкосы и шпренгели.

Монтаж производить непросто, поэтому первым делом следует составить проект крыши и выполнить расчеты. Стропильная система полувальмовой крыши должна возводиться следующим образом:

Рисунок 1. Схема полувальмовой крыши.

Перед тем как укладывать мауэрлат, понадобится по периметру частного дома сделать армированный пояс из бетона с установкой крепежных элементов под брусок. В качестве крепежа можно использовать шпильки, которые размещаются с шагом 10-12 см. Чтобы упростить монтаж, рекомендуется вставлять шпильки в местах, которые не совпадают с фиксацией стропильных ног к бруску.
Далее понадобится уложить слой утеплительного материала и смонтировать мауэрлат. Это брусок, который нужен для привязки стенок к крыше здания. Он будет распределять нагрузку от стропильных ног на верхнюю часть частного дома. Закрепление мауэрлата производится с помощью гаек, которые закручиваются на шпильки. В таком варианте конструкции мауэрлат следует укладывать на боковые скаты. На вальмовых скатах он устанавливается на верхнюю часть фронтонов и закрепляется анкерами. Элемент можно изготовить из бруска 150х50 мм.
На следующем этапе понадобится установить коньковую рейку. Это важная деталь системы стропил. Она являет собой горизонтальную планку, которая устанавливается в верхней части крыши. Ее следует размещать между скатами. Элемент нужен для скрепления стропил.
В голландской крыше стропильная система предусматривает монтаж скатов вальм с использованием различных стропильных ног, длина которых может изменяться в соответствии с конструкцией. Накосные стропильные ноги монтируются от углов постройки к торцевой части прогона конька. На них будет приходиться максимальная нагрузка.
Накосные элементы монтируются одной частью на мауэрлат фронтонов, размещенных под вальмой, а другой закрепляются к торцевой части бруска конька.
Рядовые стропильные ноги боковых скатов скрепляются с главным мауэрлатом и прогоном конька.
Нарожные стропильные ноги фиксируются с накосными.

Наиболее подходящая порода дерева для стропильной системы полувальмовой крыши является сосна.

Если было принято решение соорудить полувальмовую крышу самостоятельно, то следует с ответственностью отнестись к выбору материала для изготовления деталей системы стропил. Рекомендуется использовать рейки сечением 150х50 мм. Наиболее подходящая порода дерева — сосна. Если выбирать придется из лиственных пород, то следует отдавать предпочтение лиственнице. Материал должен быть сухим, чтобы исключить деформацию устройства во время дальнейшего использования. Дополнительно надо будет выполнить обработку дерева составом против микробов.

Если имеются большие пролеты, понадобится усилить систему с помощью упоров. Стропильные ноги усиливаются в большинстве случаев с помощью шпренгелей.

Подкосы и упоры являются дополнительными брусками, которые поддерживают элементы основного сооружения. Шпренгель является балкой или приспособлением, которое усиливает основное здание. Все данные детали будут опираться на плиты или на балки перекрытия. В последнем случае понадобится использовать затяжки.

Для районов, где ветреная погода не редкость, идеально подходит полувальмовая крыша, ведь стропильной системе такой конструкции присуща большая надежность и сопротивляемость атмосферным воздействиям . Полувальмовая крыша похожа на скатную, но имеет с торцов небольшие свесы. Эта конструкция делает ее более устойчивой к ветрам и осадкам. Кровля обычно имеет очень привлекательный вид за счет использования дополнительных элементов.

Процесс возведения

Вальмовая крыша своими руками строится по четкой инструкции, которая описывает последовательность каждого шага. Чтобы результат оправдал затраченное время и материалы, работы следует выполнять согласно технологии:

Установка затяжек. В качестве затяжек можно использовать балки перекрытия, нам необходимо как минимум два таких элемента, чтобы установить на них стойки. Опытные мастера поверх балок сооружают дощатый настил, чтобы построить стропильную систему было удобнее, безопаснее.
На затяжки монтируют две стойки. Стоек при необходимости может быть больше, однако без необходимости утяжелять конструкцию не стоит. Пока система не приобрела устойчивость, стойки закрепляют вертикально временными подкосами.
На стойки устанавливают коньковый прогон, закрепляя его длинными гвоздями. К прогону крепят рядовые стропильные ноги при помощи металлических накладок или уголков.
Монтируют центральные промежуточные стропила на вальмовых скатах, а затем диагональные стропильные ноги из сдвоенных досок.
Закрепляют торцевые рядовые стропила, нарожники, кобылки и ветровую доску на одном или двух скатов.
Монтируют контр-обрешетку, а на нее полосами укладывают пароизоляционную мембрану и закрепляют строительным степлером.
Чтобы построить вальмовую крышу, чаще применяют мягкую кровлю, так как с ее помощью легче покрыть скаты сложной геометрии. Для кровельных материалов такого типа нужно сделать сплошную обрешетку из листов влагостойкой фанеры.
С помощью специального крепежа из нержавеющей стали с каучуковой шляпкой кровельный материал фиксируют на обрешетку. Располагают листы с нахлестом 10-15 см для защиты от проникновения влаги. Учтите, чем круче скат крыши, тем больше нахлест необходимо соблюдать.
После того, как кровельный материал уложен, крышу можно утеплить изнутри, оснастить окнами, водостоком и дымоходом.

Крыша вальмового типа оптимально подходит для честного строительства, но, чтобы построить ее самостоятельно, необходимы расчеты, проект и терпение, без которого невозможно добиться успеха.

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:

Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
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.
Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.
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.
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:

Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
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

Особенности

Крыша, про которую идет речь, сконструирована своеобразно. Больший скат используется на любой крыше, но короткий делает такую конструкцию достойной внимания.

Если пробовать составить схему вальмовой кровельной конструкции самостоятельно, нужно пользоваться разметочной рейкой и таблицами Пифагора.

Опорой для стропил крыши вальмового типа служит так называемый «мауэрлат» и коньковые балки.

Состав кровельного «скелета» следующий:

Опорное основание (мауэрлат). Изготавливается из бруса 100х150 мм либо 150х150 мм. Это зависит от конструкционных особенностей дома. Крепеж мауэрлата в горизонтали обеспечивается четырьмя укосинами, которые придают всей структуре жёсткость. Мауэрлат изготавливают из толстого бруса и крепят к верхнему торцу стены с помощью шпильки либо нагеля.
Стойки устанавливают вдоль центральной оси перекрытий по их длинным сторонам и укрепляют с помощью временных подпорок. Впоследствии к ним крепят коньковые брусы. Высоту их выбирают в зависимости от углов наклона ската. Соответственно, стойки тем выше, чем меньше углы между стропильными ногами.
Коньковый брус – это верхние горизонтальные перекладины, которые лежат на стойке и служат в качестве опор стропил. Коньковые брусы крепят к стойке, они служат опорами основного стропила.
Основное стропило имеет опору на мауэрлате и коньковом брусе и закреплено на них специальными стальными оцинкованными пластинами.
Диагональное, или накосное стропило идет от конца коньковых брусов к углу зданий. Временное крепление стойки убирают, когда все диагональные стропила установлены.
Нарожник крепится снизу к мауэрлату, а сверху – к накосным стропилам. Используются как продолжение плоскости основного ската. Имеют промежуточные расстояния, как и между стропилом.

Шпренгель. Идёт от укосины мауэрлата к диагональному стропилу и обеспечивает усиление кровли.
Подкос. Нужен для усиления сопротивляемости кровли ветру. Теоретически устанавливается с наветренной стороны (от «розы ветров»). Практически же подкос используется с любой стороны.
Обрешётки. Выполняются внутри по стропильной ноге и определяют базу кровельного «пирога». Конструкции стропильных систем включают некоторые важные элементы со строго определёнными функциями для каждого.