Стропильная система вальмовой крыши: конструкция и монтаж
Вальмовая крыша, пожалуй, самый популярный вид четырехскатной кровли. Она подходит для перекрытия частных домов большой и малой площади, бань, даже беседок. Узнаваемую геометрию ей придает стропильная система вальмовой кровли, совокупность опорных элементов, работающих как каркас.
Сложность данной конструкции заключается в большом количестве составных частей и узлов крепления, требующих особых навыков и опыта. Эта статья ответит на вопросы о том, из чего она состоит, какие материалы используют для строительства, а также как выполняют монтажные работы.
Устройство и разновидности вальмовых крыш
Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.
Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.
Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.
В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:
- висячие;
- наслонные.
Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.
Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:
- полувальмовая 4-х скатная (датская);
- двускатная полувальмовая (голландская);
- шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
- вальмовая с ломаным склоном.
Четырехскатная крыша: элементы стропильной системы
Элементы стропильной системы вальмового типа имеют более многочисленный состав, чем при двухскатной конструкции. Стропильная система четырехскатной крыши состоит из таких частей:
- Мауэрлат. Брус, уложенный по периметру несущих стен и являющийся основанием для всей стропильной системы.
- Лежень. Горизонтальный брус того же сечения, что и мауэрлат, расположенный по продольной оси крыши и служащий опорой для стоек прогона. Между перекрытием и лежнем обязателен слой гидроизоляции.
- Шпренгель. Элемент, связывающий и усиливающий угловые соединения брусьев мауэрлата. Делается из того же бруса, что и мауэрлат и устанавливается диагонально к нему.
- Затяжка. Связующие элементы, соединяющие параллельные брусья мауэрлата по длинной стороне. Снимают распирающую нагрузку с несущих стен.
- Стойка. Вертикальный элемент, опирающийся на затяжку и поддерживающий коньковый брус.
- Прогон. Коньковый брус.
- Диагональное (угловое, накосное) стропило. Соединяет углы мауэрлата с концами прогона, образуя ребра — места соединения плоскостей кровли.
- Стропила. Наклонные элементы, опирающиеся на мауэрлат снизу и на прогон сверху.
- Нарожники. Это те элементы, которые опираются сверху на диагональные ребра. По сути, это стропила, обрезанные по длине, необходимой в данной точке.
- Подкосы. Усиливающие элементы, распорки, расположенные перпендикулярно стропилам и опирающиеся под углом на затяжки.
Конструкции всех элементов могут иметь отклонения от общепринятой схемы из-за необходимости, вызываемой особенностями проекта данного строения, но схема в целом состоит практически всегда из названных деталей и каких-то радикальных изменений не имеет.
Стропильная система вальмовой крыши: схема и фото ниже.
Схема стропильной системы
Монтаж
Вальмовая крыша своими руками – посильная задача, но нужно знать основные узлы соединения конструкций.
Соединение стропильных ног в верхней точке зависит от типа стропил. Они могут быть:
- наслонные;
- висячие.
Наслонные сверху опираются на ригель. Для этого в горизонтальной балке делается врубка. Крепление производят гвоздями.
Висячие стропильные ноги предусматривают отсутствие ригеля. Они чаще всего применяются при необходимости организации свободной планировки и отсутствие центральной стены. В этом случае опоры под местом соединения нет. Наклонные балки скрепляются между собой на гвозди. Дополнительно в месте соединения предусматривают деревянные накладки толщиной 22-25 см с обеих сторон стропильных ног. Эти накладки стягивают с помощью шпилек или болтов.
Чтобы выполнить закрепление стропил в нижней точке, в мауэрлате делается врубка. Наклонные элементы устанавливаются и закрепляются с помощью гвоздей или металлических уголков. Нарожники к накосным элементам присоединяются встык, в одном уровне.
Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам, старающимся сорвать ее, предусматриваются скрутки из проволоки, которые соединяют нижний конец стропил со стеной. В стену скрутка закрепляется на ерш (крепежное приспособление).
При строительстве стен из деревянных материалов вместо скруток можно применять скобы. Скрутки или скобы устанавливаются на каждую стропильную ногу или через одну.
Если построить стропильную систему правильно с грамотным подбором сечения и шага стропил крыша прослужит долгое время.
Вальмовая крыша своими руками
На сегодняшний день вальмовая крыша пользуется неимоверно высоким спросом и популярностью, особенно при возведении загородных домов и коттеджей.
Обладая отличными показателями эстетичности, конструкция характеризуется и своей высокой надёжностью, имея при этом достаточно непростое устройство вальмовой крыши для самостоятельного возведения.
Стоит заметить, что вальмовая крыша своими руками – не настолько сложный процесс, как изначально может показаться, главное обладать определенными знаниями, быть внимательным, последовательным и не проявлять излишней поспешности.
Об особенностях подобной кровли, её преимуществах и основных аспектах монтажа и пойдёт речь в этом материале.
Вальмовые крыши — виды, особенности
Для вальмовой крыши характерно наличие сразу четырёх скатов, имеющих ряд конструктивных особенностей, что и отличает подобную конструкцию от иных разновидностей кровли.
Скаты, располагаемые по бокам строения, называют вальмами, и они имеют треугольную форму. Их установку, как правило, проводят от конька и до карниза крыши. Скаты, расположенные по длинным сторонам сооружения имеют форму трапеции.
Крыша, на которой скат оканчивается ещё до начала карниза, получила название полувальмовой. Для шатровой разновидности вальмовой кровли характерно наличие не одной, а сразу двух вершин, соединённых посредством конька.
Конструкция вальмовой крыши может иметь различные вариации, а именно:
- Классическая четырехскатная – имеет прямые стропила, свесы имеют одинаковую высоту, а угловые рёбра отходят непосредственно от конька;
- Шатровая – схождение всех рёбер происходит в центральной точке. Данный вариант оптимален для дома квадратной формы;
- Ломаная вальмовая – имеет усложнённую конструкцию и отличается повышенной стоимостью, но обеспечивает более рациональное использование свободного пространства на чердачном этаже;
- Датская полувальмовая – имеет вертикальный фронт, с расположенным ниже торцевым скатом. Для фронтона используются окна треугольной формы;
- Голландская полувальмовая – характеризуется наличием укороченных вальм, длина которых примерно в 1,5-3 раза короче размера иных скатов. Конструкция предусматривает монтаж на мансарде обычных окон вертикального типа.
Среди основных преимуществ, которые имеет крыша-конверт стоит выделить такие:
- Высокая устойчивость к сильным порывам ветра
- Усиленная жёсткость конструкции и отсутствие, каких бы то не было деформаций кровли
- Возможность обустройства больших карнизных свесов по всем сторонам здания, оберегающих его от осадков
- Минимальная подверженность разрушению карнизных навесов
- Визуальное снижение высоты строений с мансардой.
Устройство вальмовой крыши
Стропильная система вальмовой крыши, схема которой для неподготовленного специалиста имеет определённую сложность, включает в себя такие элементы:
- Коньковый брус – имеет наибольшую высоту на кровле и выступает в роли его основной несущей оси, на которой сходятся все грани. Зачастую центр конька идентичен центру всей кровли;
- Угловые стропила– накосные стропила являют собой основные силовые компоненты, соединяющие углы строения и коньковый брус. Толщина досок, из которых изготавливают такие стропила, должна равняться толщине бруса конька. С одной стороны угловые стропила фиксируются на коньке, второй – уходят за границы постройки;
- Короткие стропила (еще их называют «нарожные») – могут иметь различную длину, с сохранением одинакового угла выхода. Их количество напрямую зависит от той площади, которую имеет дом с вальмовой крышей. С одной стороны короткие стропила крепятся к мауэрлату и углу здания, с другой – на конец угловых стропильных ног (на диагональные стропила);
- Рядовой каркас – установку центральных промежуточных стропил проводят на концы конькового бруса с последующим выводом на несущие стены конструкции. С каждой стороны их располагается по три штуки;
- Промежуточный каркас – с одной стороны промежуточные стропила фиксируют на мауэрлат, со второй – на конёк. На вальмах их установка не предусмотрена.
Основные этапы строительства вальмовой крыши своими руками
Как и любая иная конструкция, вальмовая кровля нуждается в предварительно составленном проекте. Его наличие позволяет не только определить оптимальную форму, но и избавляет от приобретения лишних компонентов и материалов.
В первую очередь следует провести замеры длины и ширины здания. После этого нужно определить угол наклона кровли. Он зависит, как от того материала, который в последующем будет задействован для покрытия, так и от атмосферных особенностей конкретного региона.
Далее следует определить шаг стропил. Вальмовая крыша, стропильная система которой отличается своей достаточно сложной конструкцией, предусматривает шаг укладки стропил в пределах 0,6-1 м, а конкретное значение зависит от веса используемого покрытия.
Следующий этап – определение размеров обрешётки – данный параметр также напрямую зависит от выбранной вариации наружного покрытия.
В завершение следует провести расчёты по количеству нужного материала, в том числе для покрытия кровли.
После получения готовой схемы наступает черёд просчёта основных параметров нагрузки, которые во многом зависят от габаритов строения, расстояния между его стенами и того, имеются ли внутри капитальные перегородки или нет.
По окончании всех расчётов наступает черёд закупки материалов. В первую очередь речь идёт о качественной и хорошо просушенной древесине. Понадобится брус, сечением 10х15 см (укладка мауэрлата), брус, сечением 50х150 мм (конёк и стропила вальмовой крыши), доска, сечением 25х150 мм (обрешётка).
Что касается креплений, то здесь следует позаботиться о приобретении кровельных гвоздей, саморезов, стальных уголков и креплений требуемой конфигурации (в том числе скользящего крепления), анкерных болтов и металлических скоб.
Монтаж вальмовой крыши
Но как сделать вальмовую крышу правильно? Профессионалы советуют проводить работы в такой очерёдности:
1. Монтаж мауэрлата – верхней обвязки, укладываемой по стеновой панели. Брус для мауэрлата должен быть цельным, без дефектов;
2. Установка стоек, конька и боковых балок. Оптимальное соотношение ширина/высота должно быть 1:2. Подбор габаритов стропильного бруса проводят по тому же принципу;
3. Установка рядовых стропил. Важно помнить, что для накосных стропил следует подбирать брус большего сечения, нежели у остальных;
4. Монтаж стропильных ног. На этом же этапе устанавливаются и укороченные элементы. При использовании сборных конструкций, для стыков следует предусмотреть накладки в 1,5 м длиной, с двусторонним их креплением в нескольких местах.
Завершается монтаж вальмовой крыши обустройством основания (сплошной настил или обрешётка), тип которого зависит от выбранного кровельного покрытия.
Если у вас есть проблемы с расчетами, мы предлагаем воспользоваться калькулятором вальмовой крыши, для того чтобы получить количество материалов и параметры всех элементов конструкции.
Устройство вальмовой крыши в основе своей состоит из двух элементов: каркаса из стропил и мауэрлата. Соединенные в единую систему бревна крепятся к установленному на верх внешних стен здания мауэрлату.
Место расположения мауэрлата для вальмовой крыши Источник 74cement.ru
Конструкция вальмовой крыши состоит из таких элементов:
Угловые стропила. Это стандартные силовые «ноги», которые соединяют углы строения с коньковым брусом. Чаще всего в проектах используют четыре балки, той же толщиной, что и конек. Они крепятся к нему одним краем, а противоположный выводится за стены здания.
Конек. Это основная несущая ось и наивысшая точка кровли, где соединяют все ее стороны. Обычно центр конька, есть и центр всей крыши в вальмовом проекте.
Короткие стропила. Эти бревна или деревянные балки, крепят на мауэрлат одной стороной, а другой к угловым стропильным ногам. Число их зависит от площади кровли.
Рядовой каркас. Это 6 стропил занимающих центральное расположение и промежуточное. Их крепят к концам конькового бруса и ставят на несущие стены объекта. Они выстраиваются со всех сторон постройки в рамном числе.
Промежуточный каркас. Эти стропила закрепляются от конькового бруса и ставятся на мауэрлат. Вальмы не задействованы.
Классический пример устройства вальмовой крыши и чертёж с пояснениями: Источник obustroeno.com
Усиление
Для долголетнего использования требуется не только крепкая система из стропил, но и дополнительные элементы усиления объекта.
Для надежности конструкции крыши требуется усиление ее дополнительными элементами Источник roofs.club
Для большей надежности требуется:
Разместить на углы шпренгель – брус, между сторонами мауэрлата. Это укрепит стропила по диагонали.
Добавить стойку, соединенную брусом. Такая подпорка для стропил поможет перераспределить нагрузку на строение.
Использовать доски или брус с сечением 40*40 или 50*50 мм для обрешетки.
Работать с сухим деревом, обработанным защитным раствором.
Схема расположения деталей вальмовой стропильной системы Источник winterhouse.ru
Когда шпренгель добавлен на значительном расстоянии от угла, организуется дополнительная ферма.
Устройство шпренгельной фермы Источник roof-tops.ru
Схематическое изображение узлов стропильной системы Источник tues.ru
Усиление стропильной системы
Для обеспечения прочности и долговечности вальмовой крыши недостаточно изготовить стропильную систему, ее необходимо еще и усилить.
Самыми распространенными способами усиления являются:
- Установка на углы крыши шпренгелей со стойкой, подпирающей диагональную опору. Если шпренгель расположен вдалеке от угла, лучше всего пристроить к нему шпренгельную ферму.
- Установка стоек, соединенных сверху брусом на перекрытие (железобетонное) или затяжку. Они выполняют функции подпорок и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на дом.
- Использование сдвоенных балок вместо одного бруса при излишней длине диагональных стропил.
- Использование деревянных досок 40*40 или 50*50 мм для сооружения обрешетки.
Характеристики вальмовой крыши
Вальмовая крыша наиболее популярна, так как у нее высокие прочностные свойства и характеристики, долгий срок эксплуатации и красивый внешний вид. Вальмовая кровля станет идеальным выбором при устройстве жилого чердачного помещения, так как позволяет в значительной степени упростить процедуру монтирования мансардных окон.
Помимо этого, вальмовая крыша обладает обтекаемой формой. И за счет этого она не так сильно деформируется от ветровых внешних нагрузок, как прочие конструкции.
Вальмовая крыша имеет четыре ската. Два ската — боковые, как у классической стандартной крыши. И два оставшихся ската расположены между двумя предыдущими. И в отличие от шатровой кровли, у вальмовой не одна вершина, а две. И соединены эти вершины между собой коньком. Вертикальные фронтоны наклонены в виде треугольных скатов. Их называют вальмами.
Вальмовая кровля состоит из следующих основных узлов:
- Коньковый брус. Данный элемент является самой верхней точкой крыши и её основной несущей осью. В данном месте соединены все грани. При возведении вальмовой кровли чаще всего центр конька будет совпадать с центром кровельного покрытия.
- Угловые стропила. Как правило, стропильные ноги выступают базовыми силовыми деталями и соединяют коньковый брус и углы всей постройки. Вырезают их из досок, толщина которых должна быть равна толщине конька. Стропильные ноги одним концом закрепляются к коньку, а вторым — заходят за границы каркасного дома.
- Короткие стропила. Бывают различными по длине, но выходят обязательно под одним углом. Их количество будет зависеть от площади крыши. Стропила короткого типа соединяются одним концом специальными угловыми стропильными ногами. А другим концом опираются на мауэрлат либо угол дома, и к коньку не закрепляются.
- Рядовой каркас. Промежуточные центральные стропила устанавливаются на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены дома. Всего их шесть, с каждой стороны – по три штуки.
- Промежуточный каркас. Стропила промежуточного типа начинаются на коньке, а второй частью опираются на мауэрлат. И на вальмах они не устанавливаются.
Источники:
