Стропильная система вальмовой крыши: конструкция и монтаж

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.

Общее устройство

Прежде чем изучать устройство стропильной системы шатровой крыши, нужно узнать, что такое вальма. Вальмой называют наклонный фрагмент многоскатной кровли в форме треугольника, где её сторонами являются накосные или диагональные стропила, основанием служит мауэрлат (деревянные балки, уложенные по периметру верха внешних стен дома), а в качестве опорной основы под кровельное покрытие выступают укороченные стропила – нарожники.

Объединив 4 или более вальм в единое сооружение, получают шатровую кровлю. Кровли такого типа возводят на зданиях и сооружениях, которые в плане имеют форму квадрата, равностороннего многоугольника или круга. Помимо стропил, каркас усиливают такими элементами, как шпренгели, стойки и подкосы.

Нижние концы стропил и нарожников должны выступать за периметр дома на 300 – 400 мм. В противном случае их удлиняют отрезками из того же пиломатериала для формирования свесов. Эта архитектурная деталь играет большую роль в защите фасадов и окон от негативных атмосферных явлений.

О том, какая крыша лучше, вальмовая или шатровая, мы писали здесь.

Устройство стропильной системы

Основой четырехскатной крыши является стропильная система с усиливающими элементами. Однако не менее важны и другие детали конструкции, которые обеспечивают необходимую прочность и надежность.

Опорная балка

Для обеспечения надежного соединения стропил с несущими стенами и равномерного распределения нагрузок монтируется мауэрлат. Это брус или балка, закрепленная на верхней части стен по всему периметру дома.

Обычно применяется деревянный брус размером 10х10, 10х15 или 15х15 см. Он должен располагаться строго горизонтально и формировать непрерывную опорную раму.

Накосные ноги

В месте соединения длинных и коротки скатов четырехскатной кровли, с двух сторон дома, устанавливаются наклонные стропильные пары – накосные ноги. Длина стропил в них превышает длину других стропил, формирующих скаты.

Кроме того нагрузка на данный элемент возникает повышенная. С учетом этого, для изготовления ног, как правило, используются спаренные доски. Общий их размер достигает 10х15 или 10х20 см.

Коньковый брус

В вальмовых крышах стропильные ноги в верхней части соединяются брусом, получившим название коньковый прогон или конек. Он обеспечивает жесткость всей стропильной системы и служит верхним упором для стоек.

В шатровой конструкции такого элемента нет. Для конька чаще всего применяется брус 10х10 см.

Схема обустройства несущей конструкции

Основу несущей конструкции крыши составляют стропила, которые, по сути, формируют ее силовой каркас. В вальмовых крышах, помимо накосных ног, используется два вида стропил – основные стропильные ноги (пары) и нарожные (укороченные) стропила.

Нарожные стропила соединяют накосные ноги с мауэрлатом. Выбор сечения стропил приведен выше.

Укрепляющие элементы

Стропильная система должна быть прочной и жесткой конструкций. Для укрепления стропил применяются такие элементы:

1. Стойки – вертикальные брусья, подпирающие стропильную систему и удерживающие ее на нужной высоте.
2. Шпренгели – наклонные элементы, подпирающие стропила короткого ската.
3. Лежень – брус, служащий опорой для стоек. Он укладывается на внутренние стены или перекрытие.
4. Ригель и затяжка – горизонтальные брусья, скрепляющие стропильные пары в верхней и нижней части, соответственно.
5. Подкосы – наклонные подпорки, упрочняющие стойки. Они служат для увеличения прочности всей конструкции.
6. Кобылки – доски, формирующие свес.

Необходимость дополнительных упрочняющих элементов определяет размер перекрываемого пролета и длина стропил.

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

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.

https://youtube.com/watch?v=bp9HsbknNQY

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

Расчёт кровли

Перед тем, как построить вальмовую крышу, делают точный расчёт всей конструкции во избежание дальнейших проблем при эксплуатации

Разрабатывая проект, стоит обратить внимание на некоторые параметры

Угол наклона вальмовой крыши

 В районах с сильными ветрами и сухим, жарким климатом изготавливают конструкцию с углом наклона в районе 15 градусов. В местах, где проходят сильные снегопады, угол наклона увеличивают. Рассчитывают угол наклона исходя из параметров выбранного кровельного материала.

Шаг стропил вальмовой крыши

При проектировании вальмовой кровли шаг стропил должен составлять от 60 см до 1 м. Делается это, как правило, не только из соображений прочности конструкции. Такой шаг выбирается в соответствии с утеплителем, который в дальнейшем будет укладываться между стропил, а стандартная ширина утеплителя как раз примерно равна 60 сантиметрам. Точная подгонка шага стропил под будущие отделочные материалы позволяет значительно сэкономить средства, избавляя от ненужных обрезков и подрезок.

Обрешетка вальмовой крыши

Устройство обрешетки вальмовой крыши. Обрешетку вальмовой крыши рассчитывают исходя из имеющегося кровельного покрытия. Для каждого вида кровельного материала обрешётка рассчитывается индивидуально. Подробно устройство обрешетки крыши и ее зависимость от различных кровельных материалов мы рассматривали в статье Как сделать двухскатную крышу своими руками.

Укрепление и усиление ската

Крыши домов во многих поясах Земли выдерживают круглогодичную атаку атмосферных осадков. Как минимум, тяжеловесные снега зимой и проливные дожди в весенне-осенний сезон. Но работать нужно не только с вальмой, но и со всей системой.

• Чтобы несущее стропило вальмы справлялось с нагрузкой, его укрепляют шпренгельной фермой. Эта группа элементов разгружает стык скатов у основания.
• Также вальму длиной больше 6 метров делают из двойного бруса.
• С некоторой натяжкой к укреплению относят обрешетку. Это доски, которые укладывают поперек и поверх стропил, создавая сетку для кровли. Часто обрешетку делают разреженной, однако в местах большой нагрузки (ендовы и карнизы) ее лучше класть сплошняком.
• Соседние рядовые стропила дополнительно соединяют схваткой — брусом на уровне мауэрлата или немного выше.

Из чего состоит конструкция

Если внимательно посмотреть что представляет собой стропильная система вальмовой крыши, то можно увидеть две конфигурации скатов, два трапециевидных больших и два треугольных коротких (читайте – стропильная система четырехскатной крыши). Последние и есть вальмы, название немецкое, означает – шатер. Длинные скаты в отличие от традиционной формы не перекрывают всю площадь. Установленные по бокам вальмы, накрывают не закрытые участки. Конструктивные особенности вальмовой крыши обеспечивают её превосходство над другими.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из основных элементов:

1. Трех видов стропил. В конструкции используются:
   • Диагональные или накосные;
   • Центральные или рядовые;
   • Угловые или нарожные;
2. Двух видов несущих балок:

• Мауэрлат, бруса большого сечения, уложенного по периметру, в деревянных домах в качестве мауэрлата используется верхний брус или бревно сруба;
• Поперечная к мауэрлату балка, для опоры конькового элемента;

Конька, важного элемента несущей конструкции на который монтируются вальмовые стропила и соединяются все элементы стропильной системы. Не следует путать коньковый элемент конструкции с коньком, деталью кровли, закрывающей верхний зазор примыкания кровельного материала. Вспомогательные элементы стропильной системы вальмовой крыши не менее важную роль играют в распределении нагрузки, обеспечении жесткости конструкции, связывании стропильной системы

Вспомогательные элементы:

Вспомогательные элементы стропильной системы вальмовой крыши не менее важную роль играют в распределении нагрузки, обеспечении жесткости конструкции, связывании стропильной системы. Вспомогательные элементы:

• Вертикальный брус для выноса вверх конька. В конструкции вальмовой крыши этот элемент связующий, он держит конек, венчающий стропильную систему (при устройстве мансарды стойки заменяются иными подпорными элементами, чтобы не занимать жилое пространство);
• Затяжки, стягивающие стропильную систему в нижней части;
• Кобылка, элемент обеспечивающий свес крыши, обеспечивающий защиту стен дома от атмосферных осадков;
• Ветровая балка, её монтируют на стропила, наискосок;
• Шпренгель, диагональная балка, монтаж которой происходит по диагоналям из угла в угол (балка лежит на мауэрлате), необходимая для снятия нагрузки со стен, обеспечивающая жесткость стропильной системы;
• Подкосы необходимые для устройства углов жесткости, их устанавливают под разным углом к стропильным ногам;
• Прогоны, это не деталь, это расстояние между креплениями стропил. Отмеряется оно по коньковому элементу. Точность расчета прогона – момент принципиальный. Расчет расстояния производится с учетом того, какая выбрана кровля, профлист, ондулин или иное и объема снега выпадающего в том или ином регионе.

Очевидно, что для устройства стропильной системы вальмовой крыши понадобится чертеж, но и брус правильно подобранного сечения.

Монтаж крыши

Делается разметка.

Размечается ось по обвязке в высшей точке с торца строения.

Ведется расчет 50% толщины конька.

Ведется установка места размещения первой части всей системы.

Один отрезок мерной рейки необходимо приложить к намеченной оси. Второй край размещается по линии боковой стены. Тем самым находится точка размещения стропильного промежуточного компонента.

Определяется длина стропильного свеса. Размещается брус одной стороной на угол, находящийся снаружи стены, другой стороной на кровельный свес.

Рейка перемещается к краю боковой стены и намечается место закрепления стропил.

Все эти действия повторяются для всех углов.
Ведется расчет.

Проводится монтаж мауэрлата. Для него нужно выбрать брус из дерева разного сечения. Брус должен быть цельным по всей длине, на нем не должно быть трещин и сучков

Этому этапу нужно оказать особое внимание. Его нужно соединять внахлест, а не встык

Углы связываются между собой скобами, металлическими уголками либо пластинами.

Устанавливаются стропила, конек, стойки и боковые балки:

Сначала происходит устройство вертикальных стоек, за счет них будет удерживаться коньковый брус. Элементы крепятся к балке, расположенной по центру, используя систему укосов.

Происходит установка стропил, находящихся по диагонали. Они должны быть похожего размера и длины.

Устанавливаются накосные стропила, затем рядовые. Последние крепятся к коньковому брусу и мауэрлату методом врубки. Чтобы усилить фиксацию применяют стяжки и ригели. Сечение бруса для них должно быть достаточно большим.

Конек крепится к отвесам. Для него выбирается брус небольшого сечения. Конек – это направляющая основная деталь для монтажа всей системы.

К каждой стороне диагональной планки необходимо закрепить нарожник. Он свяжет между собой мауэрлат и накосные стропила.

Все элементы крепятся перпендикулярно к коньку.
Усиливается стропильная конструкция.

По углам кровли нужно зафиксировать шпренгели со специализированной стойкой, которая будет являться опорой для стропильного диагонального компонента.
По затяжке необходимо набить стойки.

Если стропильные элементы, расположенные по диагонали имеют некорректную длину, то нужно вместо единичного бруса использовать двойные балки.

Обустраивается вентиляция. В ветрозащитной пленке делаются небольшие отверстия, чтобы в них мог проникнуть воздух.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

минимальное сопротивление ветровой нагрузке относительно двухскатной кровли. Поскольку все скаты наклонные, ветер не создает разрушительного давления на фронтоны;

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.

Трехскатная крыша. Варианты устройства и применения.

Трехскатная крыша. Варианты устройства и применения.

Наверняка многие из вас слышали о трехскатных крышах, но мало кому удавалось видеть это конструктивное решение воочию. Тем не менее, опытные специалисты исключительно хорошо отзываются о крышах из трех скатов: они имеют нестандартную форму и при этом всего один сложный узел в стропильной системе. Достаточно квалифицированный кровельщик справится с этой задачей без проблем. Таковыми располагают в своем штате ремонтно-строительная компания «КАДЕТ-СПб». Наши строители готовы выполнить, как трехскатную пристройку, так и полноценную крышу этой неординарной формы.

Схема трехскатной крыши

Под трехскатной крышей подразумевается конструкция, состоящая из трех скатов: двух трапециевидных боковых скатов и одного треугольного ската, который размещается перпендикулярно им. Для лучшего понимания формы, расшифруем: такая крыша состоит из двух основных составных: классическая двускатная крыша, которая полностью покрывает площадь дома по длине и одна вальма, которая покрывает площадь дома по ширине с одного из краев.

Определяющим моментом, в случае трехскатной крыши, является правильное соотношение площади покрытия дома, которые будут отведены двускатной части и вальмовой. От этого выбора, в конечном итоге, будет зависеть общий внешний вид крыши и ее прочность.

Из конструктивных элементов трехскатной крыши специалисты выделяют:

• Вальма или треугольной скат;
• Трапециевидный или боковой скат;
• Конек;
• Наклонное ребро.

Особенности стропильной системы крыши из трех скатов

Для трехскатных крыш выделяют два возможных типа стропильных систем:

• Диагональные;
• Накосные.

Диагональные стропила направляются к внутренним углам стен, а накосные – наоборот, к внешним. Обычно эти типы используются для построения конструкции сложных крыш: в которых присутствуют ендовы и вальмы. Накосные стропила зачастую значительно короче. Нагрузка на диагональные стропила находится в пределах нормы, поэтому их можно получать спаривая (наращивая их длину) уже существующие стропильные балки.

Отличительной особенностью стропильной системы трехскатной крыши считается стыковка трех стропил, которая выполняется в месте соединения коньков всех трех скатов: трапециевидных и вальмы. Для того, что бы стыковка была достаточно прочной, рекомендуется дополнительно усилить место соединения при помощи стяжек.

Что касается материала для возведения стропильной системы – наилучшим считаются классическая доска 25х150 миллиметров. Ее так же чаще всего используют при монтаже стропильной системы двускатной крыши. К слову, прямо во время строительных работ эти доски можно распилить на рейки, которые отлично подойдут в роли обрешетки.

В вопросе выбора породы дерева однозначного ответа нет, но если ваш бюджет умеренный, то выбирать следует сосну. В случае, если есть возможность потратиться на более долговечный материал, наилучшим вариантом будет лиственница. Весь строительный лес требует обязательной обработки защитными составами от вредителей, плесени и огня.

Трехскатная пристройка – отличное решение!

Как вы уже поняли, форма крыши из трех скатов предполагает возможность использования ее для пристроек к основному дому. Таковыми могут быть, например зимний сад или гараж для автомобиля. Так же, такую форму крыши может получить обыкновенный козырек над входом в дом, если владельцы решили лучше его обустроить.

В случае, если трехскатная крыша будет использоваться для покрытия пристройки, опытные специалисты рекомендуют серьезно отнестись к изоляции примыкания двух боковых скатов к стене дома. Следует это из того, что конструкция этой крыши и так очень надежна, а примыкание создало бы лишнюю возможность образоваться протечке крыши.

В остальном же, сооружение трехскатной крыши, будь то пристройка или полноценное покрытие дома – дело несложное, с ним справится любой сертифицированный строитель кровельщик. Стоит только заметить, что далеко не все специалисты имеют подобных опыт: монтаж стыковки стропил трех разных коньков. Как не крути, к простым эту задачу отнести нельзя, ведь возведение стропильной системы вальмовой крыши значительно сложнее ее двускатного распространенного аналога.

Что же, подводя итоги, хочется заметить, что трехскатные крыши незаслуженно имеют такую слабую распространенность в российском малоэтажном строительстве. Крыша из трех скатов – надежное и среднее по сложности решение, которое позволит владельцам обзавестись уникальной и привлекательной крышей. Так же, рекомендуем обдумать вариант устройства трехскатной пристройки к дому.