Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил

Четырехскатная вальмовая крыша придает облику дома эффектный внешний вид, не позволяет осадкам повредить конструкцию. Однако стропильная система сложна в проектировании и монтаже. Чтобы сделать чертеж четырехскатной вальмовой крыши своими руками, необходимо изучить массу строительных справочников. Для расчета надежности системы и площади скатов понадобится более 100 формул.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

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.

Характеристики вальмовой крыши

У вальмовой крыши конек не подрывается порывами сильного ветра. И данный показатель идеально подойдет для установки крыши в южных районах с сильными порывистыми ветрами.

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:

Характеристики вальмовой крыши
  • 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.
Читайте также:  Как сделать ломаную крышу своими руками пошагово

Узлы и элементы вальмовой кровли

По способу монтажа и использованию различного материала такие кровли можно отнести к разряду сложных конструкций. В целом конструкция вальмовой крыши состоит из мауэрлата, конькового бруса, стропил – угловых, коротких и промежуточных.

Мауэрлат – это деревянный брус, монтируемый по всему периметру дома на самом верху стен. Он служит для правильной передачи и распределения нагрузок, оказываемых ветром, снеговым покровом, весом кровли и самой стропильной системы на несущие стены здания. Этот элемент является связующей верхней обвязкой для стен, выполненных из штучных материалов – кирпича, бетонных блоков.

Узлы и элементы вальмовой кровли

Мауэрлат вальмовой крыши

Для стен из бревна или бруса мауэрлат не устраивается. Его роль выполняют верхние венцы сруба.

Коньковый брус является тем главным элементом стропильной системы, который соединяет все скаты крыши в единую конструкцию. Он должен быть одинакового сечения со стропильными ногами. В противном случае в дальнейшем может возникнуть перекос всей стропильной конструкции и крыши в целом.

Угловые стропила, называемые по-другому накосными либо диагональными стропилами – базовые силовые детали, соединяющие углы коробки здания с коньковым брусом. Для их изготовления потребуется доска, равная по толщине коньковому брусу. Одним концом она крепится к коньку, вторым опирается на мауэрлат. В зависимости от проекта крыши используется различное количество таких стропил, но не менее четырех.

Узлы и элементы вальмовой кровли

Угловые стропила вальмовой кровли

Короткие стропила могут быть различными по длине, но при сборке конструкции крыши они все выводятся под одним углом и располагаются параллельно промежуточным стропилам. Когда производится необходимый расчет их количества, прежде всего, учитывают площадь всей крыши. Одним концом короткие стропильные ноги соединяются с угловым стропилом, а другим опираются на наружную стену здания.

Центральные стропила устанавливаются верхним концом на коньковый брус, нижним опираются на несущие стены дома. Как правило, их расчет такой: три с одной стороны крыши и столько же с другой, но при конструировании стропильных систем для домов большой площади допускается увеличение их количества.

Центральные стропила вальмовой кровли

Узлы и элементы вальмовой кровли

Промежуточные стропила – это элементы, одной стороной монтируемые на коньке, а второй опирающиеся на мауэрлат. На вальмовых скатах их обычно не используют, поскольку вся площадь закрывается короткими стропилами. Расчет сечения и количества промежуточных элементов производится исходя из несущей способности стропильной конструкции и вида кровельного материала.

При больших размерах здания потребуется установка дополнительных укрепляющих элементов в виде подкосов и вертикальных стоек, поддерживающих коньковый брус, и шпренгельных конструкций, чтобы исключить провисание диагональных стропил.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Вальмовая крыша своими руками, самостоятельно – вполне доступное решение, но требующее должного знания основных узлов соединения конструкции.

Читайте также:  Виды гидроизоляции, её назначение и применение

Соединение стропильных ног, в верхней точке, зависит от вида стропил. Они бывают:

  • Наслонные;
  • висячие.

Сверху, наслонные, опираются на ригель. В горизонтальной балке, для этого, делается врубка. Далее, производиться крепление гвоздями.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Наслонные стропилаВисячие стропила

Висячие-же стропильные ноги, не предусматривают ригеля. Они, как правило, применяются при организации свободной планировки и отсутствие центральной стены. Опоры, в подобном варианте, под местом соединения нет. Наклонные балки скрепляют, между собой, гвоздями. Дополнительно, в месте соединения, с обеих сторон стропильных ног, делают деревянные накладки, толщиной 220-250 мм. Указанные накладки стягивают, при помощи шпилек или болтов.

Чтобы качественно выполнить крепление стропил в нижней точке, в мауэрлате делается врубка. Наклонные элементы монтируются и крепятся, при помощи гвоздей или металлических уголков. Нарожники к накосным элементам монтируют, на одном уровне, встык.

Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам

Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам, делают скрутки из проволоки. Их соединяют, в нижней части стропил, со стеной. В стену скрутка крепится на ерш – крепежное спецприспособление.

Во время строительства стен из деревянных стройматериалов, вместо скруток, не редко, применяют скобы. Скрутки или скобы устанавливаются через одну или на каждую стропильную ногу.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Построить стропильную систему правильно, с грамотным подбором сечения и шага стропил, значит соорудить надежную и долговечную кровлю.

ПОДЕЛИТЬСЯ В

Архитектура вальмовой крыши в деталях

Для устройства конкретно вальмовой крыши опытные строители рекомендуют брать прямоугольные брусья из хвойных пород, а устойчивость всей системы подкреплять дополнительными стальными элементами. Ведь кроме самих стропил, вам в любом случае понадобятся такие строительные элементы:

  • Мауэрлат – это нижняя опора для стропил.
  • Прогон – это балка, которую нужно расположить параллельно мауэрлату в качестве еще одной дополнительной опоры.
  • Стойки и подкосы – это опорные элементы для конструкции с так называемой многопролетностью.
  • Ригели – специальные элементы, которые помогают справиться с распорами (частое явление при неправильном монтаже).
  • Шпренгель – еще одни дополнительный элемент стропильной опоры.
  • Лежень – специальная опора для стоек и подкосов.

Итак, строительный материал закуплен? Теперь сложите все детали в штабель или дополнительно подсушите. Главное – продумайте защиту от дождя.

Вентиляция вальмовой крыши

Вентиляция крыши так же важна, как и ее утепление. Поэтому вот некоторые советы по устройству вентиляционной системы вальмовой крыши.

В ветровой подшивке нужно сделать вход воздуха, а его выход ближе к коньку, сверху. Если подшивка ветровых выполнена из дерева, то ее доски можно разместить с зазором в несколько миллиметров. Если же подшивка выполнена из пластика, то ее элементы должны перфорироваться. Такие панели еще известны как софиты.

Если подшивка уже собрана плотно в готовом виде, то можно вставить в нее вентиляционные решетки небольшого размера. Они производятся с диаметром 5 см с сеточкой и любых цветов. Располагаются они приблизительно на расстоянии 80 см друг от друга по длине ветровой.

Обрешетка

Завершающим этапом становится монтаж обрешетки, которую принято выполнять из брусков. Сечение брусков составляет 5 на 5 см, или из доски, толщина которых 20 – 25 см.  Обрешетка имеет несколько видов: сплошная или с зазорами. Шаг обрешетки следует выбирать  по размеру и виду кровельного материала.

Таким образом, стропильную систему вальмовой крыши собирают в несколько этапов: сбивается каркас в виде буквы «П», после на него укладываются прогоны, стропила. Далее производится усиление конструкции.

Выбор материала

Конструкцию крыши делают из лиственницы или сосны. Для жилых домов предпочтительно приобретать древесину первого сорта, для хозяйственных построек – второго или третьего. Нежелательно для каркаса использование бруса с сучками и трещинами. Все заготовки следует обработать антисептиками. Размеры сечений досок:

  •  Мауэрлат, конек, стойки, шпренгель – 100х100, 100х150, 150х150;
  •  Затяжки, кобылки – 50х100, 50х150;
  •  Обрешетка и ветровая балка – 20х100, 25х150.

Количество материала рассчитывается по формулам. Получив результаты вычислений, стоит приобретать доску с небольшим запасом. Для сплошной обрешетки используют фанеру или ОСП толщиной 12–15 мм. На нее крепят большинство видов кровельного материала: ондулин, металлочерепицу, профнастил.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Значение наклона кровли подбирается исходя из климатических условий региона строительства. Четырехскатные вальмовые крыши без мансарды под углом 15–25° целесообразно устраивать на местности с сильными ветрами. Следует принять во внимание требования производителей кровельных материалов. Для каждого вида есть допустимые минимальные углы скатов по отношению к плоскости перекрытия.

Высота конька рассчитывается по формулам, применимым к прямоугольным треугольникам в тригонометрии. В некоторых случаях выбирается сначала подходящая отметка верхней точки четырехскатной вальмовой крыши с чертежа, а затем уже вычисляется угол, под которым будут монтироваться скаты. В формуле а – является высотой конька, b – половиной ширины дома из плана. Исходя из величин а и b, по таблицам Брадиса для tg и ctg вычисляется угол наклона или высота конька.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Вам будет интересно: Важные моменты при проектировании двухскатной крыши: создание чертежа

Определить длину стропильной ноги L можно, имея значение пролета, отметку верхней точки крыши или угла наклона по двум формулам. Если известна высота конька: L=L1+L2.

Меньший угол наклона характерен большой длиной стропил.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Выбор кровельного материала

Каждому кровельному материалу присущи свои особенности, которые могут негативно отразиться как на комфорте жильцов, так и на строении. Поэтому к его выбору необходимо подходить с особой тщательностью.

Металлочерепица

Представлена оцинкованными стальными листами, имеющими профиль традиционной черепицы. Для повышения стойкости к негативным факторам окружающей среды и продления срока службы защищена полимерным покрытием.

Металлочерепица отличается легкостью (1 м²/3–5 кг) и простотой монтажа. Выпускается в широкой цветовой гамме.

Недостатки: шумовые эффекты при дожде.

Мягкая кровля

Мягкая кровля в основании покрытия заложен стеклохолст, покрытый слоем битума. Благодаря гибкости легко укладывается на неровные поверхности. Исключает проникновение влаги, обеспечивает хорошую шумоизоляцию.

Недостатки: при монтаже нуждается в дополнительной подкладке.

Композитная черепица

Материал с многослойной структурой, объединяющий достоинства керамо- и металлочерепицы. Не создает затруднений при монтаже. Обеспечивает хорошую тепло- и звукоизоляцию. Композитная черепица стойка к влаге и огню.

Недостатки: высокая стоимость монтажа.

Профнастил

Профилированные листы из оцинкованной стали. Для улучшения противодействия негативному влиянию окружающей среды может иметь полимерное покрытие. Отличается высокой прочностью на изгиб. Обеспечивает оперативный монтаж. Не создает проблем при ремонте.

Недостатки: низкая шумоизоляция.

Ондулин

Точная копия шифера, имеющая органическую основу (целлюлоза). Отличается простым и быстрым монтажом. Исключает проникновение влаги. Создает отличную шумоизоляцию.

Недостатки: не стоек к огню.

Фальцевая кровля

Стальные листы с гладкой поверхностью, торцы которых сделаны в форме зацепов. Обеспечивает освобождение от осадков при минимальных углах скатов.

Фальцевая кровля придает строениям оригинальность. Может монтироваться при отрицательных температурах.

Недостатки: нуждается в утеплителе.