Вальмовая крыша стропильная система

Содержание

Сегодня все чаще стропильную систему крыш используют при строительстве загородных домов, хотя этот вариант обычно использовался для многоэтажек. Особенности такой конструкции позволяют сделать крышу эксклюзивной и индивидуальной, придать ей оригинальный дизайн.

Вальмовая крыша – это одна из разновидностей крыши в четыре ската. Ее составная часть – это два ската в форме трапеции (они являются основными частями) и два в виде треугольника (это наклонные крыши). Стороны боковые в форме трапеции соединяются одним верхним ребром, а треугольники дополняют все недостающие части.

Полувальмовая или датская кровля имеет очень своеобразный вид. У них переменный угол наклона, что придает зданию своеобразную выразительность. Недостатками этой конструкции являются стыки в большом количестве и сложности в монтаже стропил.

Читайте также: Как произвести монтаж мягкой черепицы

Стропильные системы

Данная система считается достаточно прочной для защиты сооружения от внешних факторов. К ее строительству стоит подходить очень серьезно. До того как начнутся работы по возведению крыши, нужно подготовить проект, в котором будут сделаны все необходимые расчеты и высчитан уровень наклона.

Градус угла должен быть прямо пропорциональным затрачиваемому кровельному материалу.

Как устроена стропильная система:

  1. До того как приступить к монтажу стропил, нужно выложить брусы, которые будут исполнять роль опоры всей конструкции. До начала крепления брусов стены лучше стянуть армированным поясом, это усилит несущую способность и обеспечит ровную поверхность. Для этих работ лучше использовать железобетонные конструкции.
  2. Если дом построен из кирпича или камня, на верхних частях стен монтируется опалубка, в которой делается железобетонный каркас.
  3. Когда собирается каркас, к нему присоединятся металлические фиксаторы, диаметр которых составляет минимум 1 сантиметр. Длина их должна быть такой, чтобы их верхушки на 3-5 сантиметров возвышались над брусами.
  4. После того как бетонная часть застыла, верх ее обмазывается битумной мастикой и сверху кладется рубероид, который защитит дерево от разрушения. На торчащие штыри одеваются специальные бруски, в которых заранее высверлены отверстия. Гайками закрепляют конструкцию.
  5. Деревянный брус следует брать с сечением 15×15 или 10×15 сантиметров.
  6. Используемый строительный материал должен быть сухой и обработан антикоррозийным средством.
  7. После этих работ параллельно коньку крепится центральная балка.

Читайте также: Какой профнастил выбрать для крыши частного дома

Каркас и вся система стропил состоит из:

  • прогона;
  • мауэрлата;
  • опорной доски;
  • затяжек;
  • обрешетки;
  • нарожников;
  • подкосов;
  • рядовых стропил;
  • накосных стропил;
  • диагональных стропил.

Так из этих кровельных элементов создаются стропильные конструкции, в основе которых лежит несколько треугольников. Поскольку эта форма наиболее устойчива, то и вся конструкция будет достаточно прочной.

Стропильные ноги – это главные несущие части всего строения. Они монтируются под определенным углом. Главная задача мауэрлата равномерно распределить вес всего строения на стены. Нижним торцам строительных ног опорой служат внешние стены, а верхним торцам прогоны промежуточные и брусы, что устанавливаются под коньком. Промежуток между стропилами должен составлять до 2 метров. Точное расстояние будет зависеть от строительного материала для кровли и сечения деревянных брусов.

Какие бывают стропила

Стропила для вальмовой крыши бывают двух типов: висячие и наклонные. Висячие стропила делаются на основании двух опор, без какой-либо другой поддержки. Опорами стропилам служат стены.

Особенности такой системы в том, что она работает на изгиб и сжатие.

Стропильная система вальмовой крыши

Когда используют эту систему, на стены передаются распорные силы, горизонтально направленные. Их можно уменьшить с помощью металлической или деревянной затяжки для скрепления стропил. Затяжку делают у самого основания стропил, и она служит балкой перекрытия. Такую систему чаще выбирают при монтаже чердачных или мансардных кровель.

Читайте также: Как своими руками покрыть крышу рубероидом

Наклонные стропила лучше использовать при строительстве дома, где имеется промежуточная несущая стена колонны. Опорами для торцов служат внешние стены. Внутренние части опираются на подпорки или внутреннюю несущую стену.

Особенность этой системы, что ее части также работают на изгиб. Правильно рассчитав ширину стропил и периметр строения, реально получить более легкую кровлю с минимальным затраченным строительным материалом. Монтируя крышу, виды стропил можно чередовать: в местах, где проходят внутренние стены, применять наклонные, а там, где стен нет, висячие.

Наклонные стропила лучше использовать, когда расстояние между опорными балками достигает 6 метров. Если есть опоры в промежутках, то ширину перекрытий желательно увеличить при помощи наклонных стропил до 12 метров. При наличии пары дополнительных опор она может быть 15 метров. Для того чтобы увеличить прочность соединения, его неплохо скрепить болтами или металлическими скобами.

В стропильных системах очень часто применяют шпренгели. Они служат для увеличения стойкости наклонных стропил. При изготовлении стропил чаще всего используют хвойные сорта деревьев. Их обязательно предварительно хорошо сушат и обрабатывают специальными средствами, которые предотвращают разрушение дерева и служат дополнительной защитой от огня.

Для монтажа вальмовой крыши к работе стоит подойти достаточно серьезно. Весь процесс займет немало сил и средств. Для получения желаемого эффекта стоит учитывать тот факт, что вальмовое покрытие достаточно сложное в строительстве, но прочное и надежное в использовании. Следует помнить, что стропильная система – это основа всего кровельного сооружения. Также нужно учесть, что прежде чем начинать работы, следует подготовить тщательно разработанный проект.

Начинать работы по кровле необходимо с мауэрлата, он будет опорой всей стропильной системы. Главная несущая деталь всего сооружения – это стропильные ноги, про этот факт забывать нельзя. При строительстве можно использовать висячие и наклонные стропила, а для увеличения надежности наклонных – шпренгели. Стропила, расположенные по диагонали, отвечают за то, чтобы удержать вес всей крыши. Если угол наклона крыши будет небольшой, то стропы и вся система должны быть дополнительно укреплены.

Крышная терминология

Что такое угель

Железное кольцо, насаживаемое на сваю, для предупреждения расщепа во время забивки. Для 6-вершковой сваи вес кольца 6 фун. Для другого размера свай вес кольца увеличивается сообразно диаметру. Одно кольцо может служить для забивки 50 свай.

Что такое мауэрлат

Мауэрлат представляет собой деревянное крепление (в случае металлической стропильной системы его роль может играть двутавр или швеллер), которое укладывают на верхний ряд кирпичной кладки или армопояс, причем к стене его привязывают максимально жестко.  

Это крепление выполняет две основных функции:

  • Распределение сосредоточенной нагрузки стропильных ног равномерно по всей несущей стене здания.
  • Крепление стропильной системы к коробке дома.

Что такое конек крыши

Конек крыши образован смыканием плоскостей скатов. В зависимости от типа стропильной конструкции, коньком может служить брус, смонтированный на специальных вертикальных стойках или закрепленный на фронтонах дома. На коньковый брус (прогон) опираются верхней частью стропильные ноги.

Что такое софит крыши

Софиты – это панели с полимерным покрытием, которые закрепляют к коробу вдоль кромки крыши. Панели изготовливают на основе таких материалов, как алюминий, пластик и медь. При их стыковке используется замковый способ.

Стропильная система вальмовой крыши: конструкция и монтаж

Такой принцип соединения значительно облегчает монтаж софитов на карниз крыши. Более того, при этом можно скрыть крепления.

Можно сказать, что соффиты по сути – та же вагонка или сайдинг, но предназначены для декорирования потолка.

Что такое балка перекрытия крыши

Традиционно в домах используются деревянные и железобетонные перекрытия. Они представляют собой разделительную плоскость между этажами здания. Каждое из них устанавливается по основным несущим элементам — балкам перекрытия. Их прочность очень важна. Помимо той нагрузки, которое выдерживает само перекрытие, балки принимают на себя еще и вес самой разделяющей этажи конструкции.

Что такое нарожники крыши

Укороченная стропильная нога, поддерживающая участок ската между накосной стропильной ногой и свесомкрыши

На вальмовых крышах и крышах с ендовами необходимо устанавливать стропила направленные к углам стен (внешним или внутренним). Эти стропильные ноги называются диагональными или накосными. Диагональные стропила длиннее обычных, кроме того, на них опираются укороченные стропила скатов (стропильные полуноги), которые называются нарожниками.

Поэтому накосные стропила, как правило, несут нагрузку примерно в полтора раза большую, чем обычные стропила. Длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок, поэтому стропила делают спаренным. Спаривание накосной стропильной ноги решает сразу три задачи: во-первых, удвоенное сечение способно нести увеличенную нагрузку; во-вторых, сплачивание досок позволяет получить длинную неразрезную балку; в-третьих, спаривание стропил унифицирует типоразмер применяемых деталей. Сдваивание стропил позволяет применять для устройства накосных стропил те же доски, что и для обычных стропил. Иными словами, применение досок одной высоты для изготовления всех видов стропил упрощает конструктивные решения узлов крыши.

Что такое фронтон

Фронтоном крыши называют верхнюю часть переднего фасада сооружения, которая ограничена карнизом и двумя скатами крыши.

Помимо эстетической нагрузки, фронтоны выполняют и защитные функции:

  • Предотвращают попадание дождя и ветра внутрь чердачного пространства. При этом кровля должна на 30-40 см выступать за фронтон.
  • Равномерно распределяя нагрузку от крыш на несущие стены домов, служат опорами для стропильных систем крыш.

На фронтон крыши в большой степени влияет ветер.

При составлении проекта дома необходимо учесть следующее:

  • тип примененной кровли и скорость ветра на местности
  • общую высоту здания над уровнем моря
  • специфические особенности места, где будет возводиться постройка
  • характеристики сопротивляемости здания ветру

Однако при определении параметров, приведенных выше, нужно учесть, что они могут меняться в зависимости от того, как будет меняться геометрия дома в процессе строительства.

Что такое ригель

Ригель (нем. Riegel — поперечина), в строительстве — линейный несущий элемент (сплошной или решетчатый) в конструкциях зданий и сооружений. Соединяет стойки, колонны (ригель рамы); служит опорой прогонов, плит (ригель перекрытия, покрытия). Выполняется из железобетона, стали, дерева.

Крыша в доме своими руками

Этапы строительства крыши в доме из ЛСТК

Крыша каркасном доме на основе технологий ЛСТК

Пластиковые водоотливы в каркасном доме из ЛСТК

Элементы крыши

Типы крыш

Материал

Теория

Мансарда

Оборудование на крыше

Конструкция кровли имеет одно из ключевых аспектов при возведении здания. Ведь надежная защита жилья от влаги – это залог комфортного проживания и обеспечение сохранности дома на долгие годы. В нынешнее время в сфере строительства большую популярность приобретает вальмовая крыша. Эта стропильная система вальмовой крыши представляется в различных конструкциях, она достаточно надежна и долговечна.

Если рассматривать конструкцию такой крыши, то можно увидеть четыре ската. Сами вальмы имеют треугольную форму и простираются от конька до карниза. Главным преимуществом такой конструкции крыши является небольшой расход материалов на ее сооружение, при этом конечный результат получается вполне эстетичным.

Характерные черты вальмовой крыши

Вальмовая кровля не самая простая в плане проектирования и сооружения. Схема крыши может быть выполнена в нескольких вариациях. В любом случае после возведения такой крыши заказчик получает большое чердачное пространство, которое с легкостью может быть переоборудовано в мансардный этаж. Такая крыша имеет четыре ската, два из которых – трапецеидальные, а остальные – треугольные. Эта конструкция была разработана для получения хороших аэродинамических показателей, то есть влияние ветровых нагрузок существенно снижено по сравнению с другими видами крыш.

Если сравнить вальмовую крышу с обычной двускатной, то в этом случае требуется точный расчет и проектирование. Стропильная система вальмовой крыши требует много инженерных знаний во время проектировки. Здесь нужно правильно распределить все раскосы, кронштейны, крепления и подпорки.

Основные принципы стропильной системы

Устройство стропильной системы вальмовой крыши не многим отличается от устройства стропил двускатной крыши, но все же есть некоторые важные нюансы.

  1. Одно из главных правил – использование древесины хвойных пород деревьев. Чтобы технология соблюдалась по всем правилам, то перед возведением крыши нужно весь лесоматериал тщательно обработать и просушить. Влажность древесины не должна превышать двадцати процентов.
  2. Издержкой конструкции является вероятность того, что понадобятся стропила очень большой длины, которые подыскать достаточно проблематично. Когда не удается найти подходящий материал, проводят сращивание стропильных ног. В таком случае нужно соблюдать все инженерные нормы, разработанные на чертеже.
  3. Обязательным этапом подготовки материала для возведения крыши является антисептическая обработка. Ее осуществляют за несколько дней до использования стропил.

Устройство стропильной системы включает:

  • накосные элементы (устанавливаются по направлению к диагоналям или же к углам проемов стен)
  • нарожники;
  • трапеции элементов ската;
  • ригели;
  • подкосы и стойки;
  • шпренгели;
  • прогоны и лежни.

Большое силовое воздейсвтие приходиться на диагональные накосные стропила. Они выполняют роль опоры для нарожников – стропил, укороченных по длине. В случае, когда ширина строения составляет более 4,5 метров, стропильные компоненты крепят несколькими элементами, после чего они становятся составными изделиями.

Для предотвращения возникновения распоров на участках, где происходит взаимодействие нижней опоры с плоскими стропильными элементами, делают горизонтальный уровень. Тогда можно применять такие виды взаимодействия с опорой:

  • на нижнюю опору, на верхние венцы или на обвязку верхнего типа;
  • на балку, врезанную в дополнительный брус на нижней опоре.

Если врезаться прямо в нижнюю опору, то она существенно потеряет прочность и это будет нецелесообразно. Лежень играет роль опоры для подкосов и стоек, поэтому его монтируют на кирпичные столбы либо же на внутренний проем стены. Практикуется еще один вариант – крепление методом подгона подкладок, которые изготавливаются из дерева.

Правила возведения вальмовой конструкции кровли

Строительство вальмовой крыши в обязательном порядке должно проводиться с учетом расчетов и разметок. Для увеличения экономического эффекта при планировании бюджета на строительство расчеты являются ключевым аспектом возведения крыши.

Вальмовая крыша: конструкция стропильной системы

Итак, для того, чтобы узнать длину и площадь стропил нужно:

  • рассчитать толщину конька и провести разметку расположения первого конструктивного элемента;
  • провести разметку осевой линии по верхней части карниза, определить местоположение коньков бруса;
  • уложить один конец измерительной рейки на размеченную линию, другой – на линию боковых стен, таким образом определить место расположения промежуточного стропила;
  • применить измерительную рейку для расчета длины стропильного свеса;
  • повторить вышеуказанную процедуру для остальных стен и выяснить места установки всех коньковых брусов и стропил.

Чтобы строительство четырехскатной вальмовой крыши было правильным и качественным, нужно запастись терпением. Работы начинают с проведения разметки, при этом учитывают все основные правила возведения кровли. Для снижения погрешностей в измерениях и увеличения продуктивности процесса используют измерительную рейку. Ее можно изготовить и самостоятельно, использовав фанеру и металлические планки, шириной около 50 мм.

Чтобы облегчить все расчеты, применяют специальную таблицу коэффициентов для строительства вальмовой крыши. Эта таблица создана с учетом углов наклона крыши, длины промежуточных и угловых стропил. Применяя данные из таблицы можно за короткое время выполнить все необходимые расчеты длины стропил и зафиксировать полученные данные в бюджете на строительство.

Разметка мест, где будет проводиться фиксация стропил, проводиться с особенной точностью. Процедура включает в себя отметку ключевых точек на нижней обвязке здания и по центрам бруса конька. Именно там будет уложены центральные стропила.

Доски для стропильной системы должны иметь не меньше 50 мм толщины. Важно учитывать тот факт, что они должны выдерживать нагрузки от снега, ветра, а также удерживать собственную массу.

Как можно укрепить конструкцию?

Геометрические формы дома непосредственно влияют на варианты укрепления вальмовой крыши. Среди основных способов укрепления конструкции выделяют такие:

  • установка шпренгели со стойкой на угол кровли (выполняет роль подпорки для стропил);
  • установка стоек под перекрытиями в случае, если площадь кровли очень большая;
  • использование сдвоенных балок для длинных диагональных стропил.

В любом случае при возведении четырехскатной вальмовой крыши нужно брать во внимание кроме расходов всех кровельных материалов, и пиломатериалы, необходимые на стропила, мауэрлаты, обрешетку и прочие элементы в конструкции. Помощь специалистов в данном случае будет очень кстати.

Общие характеристики вальмовых и полувальмовых крыш

Классический вариант вальмовой крыши в основном использовался на высотных зданиях, поэтому практически все многоэтажки имеют именно такой тип кровли. В последнее время вальмовые и полувальмовые конструкции стали применять и в частном домостроении, их непростая конфигурация позволяет подчеркнуть индивидуальность дома посредством оригинальных архитектурных решений.

По типовой схеме вальмовая крыша состоит двух скатов трапециевидной формы, они составляют основную часть крыши и двух треугольников, представляющих собой некое подобие наклонного фронтона. Несколько экстравагантнее смотрятся полувальмавая кровля, как правило, у них поверхность скатов имеет переменный угол наклона, что придает строению дополнительной выразительности. Однако за привлекательный вид приходится расплачиваться увеличением количества стыковых соединений в кровельном покрытии и усложнением стропильной конструкции в целом.

В современном строительстве для возведения стропильной системы данного типа крыш применяются конструкции из различных материалов. Это могут быть деревянные фермы, сборка которых производится из готовых комплектов прямо на стройплощадке, такой способ монтажа существенно снижает сроки строительства и трудоемкость. Так же активно стали применять легковесные конструкции из металлопрофиля, процесс сборки каркасов из подобных конструкций прост и не требует специальных навыков. Несмотря на то, что такие крыши прочны, долговечны и практичны, из-за высокой стоимости широкого распространения они не получили. Поэтому чаще всего застройщики останавливается на проверенном временем варианте, изготовлении стропил из обычного пиломатериала 1 – ого, 2 – ого сорта.

Инструменты для монтажа вальмовых крыш

Набор инструментов будет во многом зависеть от конструктива крыши. Помимо стандартных молотков, ножовок, разметочной шнуровки, шаблонов, рулетки, степлера, уровня и нестандартных приспособлений, для сборки ферм, понадобится домкрат и подкладочная металлическая пластина. Для монтажа легких металлоконструкций потребуется электродрель с насадками, ножницы просечные, клепальщик. Для создания конструкции из пиломатериалов, для уменьшения трудоемкости работ, лучше было бы приобрести или взять в аренду мощный пневмо и электроинструмент. Дело в том, что монтаж вальмовой крыши предполагает большое количество деталей с торцами под углом и гвоздевого боя.

Последовательность работ при монтаже вальмовой крыши

Порядок монтажных работ при установке вальмовой и полувальмовой крыши мало чем отличается от общепринятой схемы. Как и для большинства конструкций, первым устанавливается мауэрлат, его укладывают на предварительно подготовленную основу, которая закладывается на заключительном этапе возведения несущих конструкций. Это может быть простой армопояс, который заливают в выстроенную опалубку в верхней части стены, с вмонтированными анкерными болтами. А может использоваться три – четыре последних ряда кладки, с установкой металлических стержней с резьбой, на языке строителей их называют шпильками. Длина выпуска должна быть равна высоте опорного бруса, плюс три – четыре сантиметра.

После установки, выравнивания и закрепления мауэрлата по всему периметру дома, переходят к монтажу стропильной системы. Отличительной особенностью данной конструкции является наличие накосных, другое название диагональных стропил. Они располагаются по углам стропильной схемы крыши и принимают на себя основную нагрузку. Вся сложность состоит в том, что диагональные балки достаточно длинны, их размер зачастую превышают длину того бруса или досок, который предлагается производителями. Поэтому в процессе монтажа необходимо часть балок наращивать до требуемой длины.

Этап установки стропильной конструкции включает в себя сопутствующие операции, набивку контробрешетки, обрешетки, обустройство ендовых, обрамление печных труб и оконных проемов в крыше.

Параллельно с монтажом стропильной конструкции, укладывается пароизоляционная пленка, которая защищает утеплитель от попадания влаги изнутри дома. Она крепится к нижней стороне стропильной ноги. Затем укладывают утеплитель, чтобы полностью исключить проникновение холодного воздуха, его ширина должна превышать шаг между стропилами на 8 – 12 мм, тогда материал будет помещен в ячейки враспор с их полным заполнением. Если предполагается теплоизоляционный материал укладывать в несколько слоев, то стыки последующих пластов необходимо разнести во избежание появления мостиков холода.

Далее поверх утеплителя расстилают гидроизоляцию, она предотвращает появление в теплоизоляции конденсата. Конденсат может появляться при изменении температур во внешней среде. Вначале ее монтируют в зонах ендов, затем рулонную гидроизоляционную мембрану раскатывают перпендикулярно стропилам без какого – либо провиса, в направлении от нижней части ската к верхней. Материал укладывается с перехлестом 10 мм в продольном направлении и 15 мм – в поперечном, места стыков обязательно проклеиваются специальной лентой. Технология некоторых кровельных материалов предусматривает монтаж подкладочного ковра, он одновременно служит гидроизоляцией и слоем, сглаживающим неровности поверхности. Так же подкладочный ковер обеспечивает временную защиту в случае перерыва строительных работ.

На следующем этапе переходят к монтажу карнизных и торцевых планок, их укладывают с перехлестом от 5 до 10 мм и прибивают кровельными гвоздями по зигзагообразной разметке с интервалом в 100 мм.

Затем монтируют обрешетку, в зависимости от кровельного покрытия она может быть сплошной и разряженной. Разряженная, устанавливается в любом случае, даже если вам требуется сплошная, просто отличается шаг и размер используемого пиломатериала. Нижний ряд обрешетки представляет собой полосу из сдвоенной доски 50 х 100, а гидроизоляцию выводят поверх досок.

Должное внимание в процессе монтажа кровельной системы необходимо уделить ендовам и участкам вывода труб. Они требуют тщательной гидроизоляции и полной герметичности.

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Основная сложность и трудоемкость монтажа вальмовых крыш, заключается в изготовлении деталей для стропильной системы. Первое – это то, что часть элементов должна иметь определенный угол наклона и второе – длина диагональных стропил значительно больше, чем у стропил обычных кровель. Рациональным решением считается изготовления накосных стропил путем спаривания двух досок.

Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил

Тем самым можно убить сразу не двух, а несколько зайцев. Во – первых, унифицирование закупочного материала, обычную доску, которая используется для укороченных и центральных стропильных ног, после спаривания можно применит и для диагональных. Во – вторых, без особых усилий и громоздкого бруса получаем деталь удвоенного сечения, способную выдержать необходимые нагрузки с запасом. И в – третьих, соединение досок позволит изготовить балку не типовых размеров, что значительно сократит расход пиломатериала.

Существует два варианта последовательности монтажа стропильной конструкции. И в том и в другом, сначала выставляются стойки для установки конька, потом укладывается сам коньковый прогон. По первому варианту далее приступают к сборке диагональных (накосных) стропил и затем по общей схеме. По второму варианту (он считается наиболее простым), монтируют центральные стропила, а потом уже устанавливают накосные стропила. Центральными называют те стропильные ноги, которые совпадают с геометрическими высотами трапециевидного и треугольного скатов.

Короткие детали (нарожники) прибивают после того, как установлен и закреплен силовой каркас конструкции. Опоры или подкосы монтируются в тех точках, где на стропило будет действовать наибольшая нагрузка, ее месторасположение на хребте вальмы (рис.1) и на ребре ендовы (рис.2) будет отличаться.

Рис 1

Рис 2

Для того чтобы не ослаблять несущую способность стропильных ног врубками, опирание на подкос можно выполнить с помощью упорной планки. По этой же причине установку нарожников производят посредством опорных (черепных) брусков, которые прибиваются по нижнему поясу стропил. К тому же порядок расположения коротышей должен быть выполнен с разбежкой для компенсации изгибающих моментов. Вообще, это достаточно сложный и трудоемкий узел, но при правильном его исполнении конструкция приобретает дополнительную жесткость.

Полувальмовые конструкции имеют укороченную высоту вальмы, причем усеченная часть ската может располагаться как в верхней части щипца, так и в нижней, визуально разделяя по этажам. В основном данный тип крыши используют в районах, со снежными зимами и сильными ветрами.

05.05.2013 в 18:05

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *