Вальмовая крыша — стропильная система

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Устройство стропильной системы

Стропильная система является основной составляющей всей конструкции кровли.

В отличие от двускатной, устройство несущей конструкции вальмового типа кровли более сложное.

Независимо от того будет здание прямоугольным или квадратным, форма скатов не изменится.

Рассматривая устройство системы стропил вальмовой кровли можно определить, что она состоит из нескольких элементов:

  1. Мауэрлат — основание для стропил, связующее звено между несущими стенами и стропильной системой.
  2. Накосные или диагональные опоры – имеют наибольшую длину и несут наибольшую нагрузку.
  3. Центральные стропила – служат для соединения конька с мауэрлатом по бокам скатов, сходятся на углах конька с 3-х сторон.
  4. Промежуточные стропила — соединяют конек и карниз.
  5. Подкосы – создают не только жесткость, но и обеспечивают конфронтацию ветровым нагрузкам со стороны фронтонов здания, располагаются под разным углом к стропильным ногам.
  6. Нарожники – наиболее короткие стропила.
  7. Шпренгели или шпренгельные фермы – усиливают несущую способность конструкции кровли. Представляют собой балку из бруса, расположенную на углу соединяющихся внешних стен.
  8. Стойки – придают ногам опор дополнительную устойчивость, устанавливаются на стыке двух стропил и коньковой балки.
  9. Угловое стропило (ребро) – расположено под меньшим углом, чем промежуточные элементы системы.
  10. Короткие стропильные ноги – закреплены на угловой опорной доске.
  11. Конек.
  12. Затяжка – выполняет функцию балки перекрытия.
  13. Ветровая балка – крепится с наклоном с ветреной стороны крыши.
  14. Прогоны – расстояние между соединением опор к коньку.

Устройство крыши с вальмами

Схема вальмовой крыши. Которая лидирует у застройщиков, имеет четыре ската, из них два треугольных. Эти вальмы крепятся в торцах крыши дома, чтобы соединить карниз и коньковую балку. Передняя и тыловая вальмы строятся в виде трапеции (усеченный треугольник), у них бо́льшая площадь и увеличенный скат. Трапецеидальные вальмы скрепляют конек и карниз с оставшихся сторон.

Читайте также:  Как утеплить потолок в доме с холодной крышей

Также схемы , и называются они голландскими. Полувальмы – это когда карнизы боковых скатов находятся выше фронтального и тылового скатов. Голландская крыша чаще всего возводится при оборудовании в мансарде жилой комнаты.

Привычная вальмовая крыша имеет в составе узлы и элементы, собирающиеся в единую конструкцию одним способом, и служащие каркасом для более сложных конструкций. На схеме ниже вальмовая конструкция состоит из таких элементов:

  1. Угловое стропило (позиция №1) устанавливается всегда под меньшим наклоном, чем промежуточные стропила. Для промежуточных и угловых стропил по бокам крыши используют доску размером 50х 15 см;
  2. Короткие стропильные балки (позиция №2) устанавливают на угловых стропилах. Угол наклона должен быть одинаковым с наклоном промежуточных стропил;
  3. Сечение конька (позиция №3) должно быть таким же, что и у самих стропил;
  4. Центральные промежуточные стропила (позиция №4) крепятся на углах коньковой балки с трех сторон;
  5. Промежуточные стропила (позиция №5) – это балки, которые соединяют коньковую балку и обвязочные доски, уложенные по верху крыши. Доски обвязки образуют карниз.

Более подробная схема устройства крыши с вальмовыми элементами – на рисунке ниже:

Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами
  1. Конек подпирается стойкой (позиция №1), которая крепится в месте соединения встречной пары стропил и балки конька. Стойки не всегда присутствуют в схеме крыши, но их аналоги должны присутствовать в схеме;
  2. Затяжка (балка потолочного перекрытия, позиция №2) –балка для скрепления стропил между собой;
  3. Кобылка (позиция №3) служит для продолжения свеса, балка кобылки крепится к стропилам. Свес нужен для защиты стен дома от дождя и снега;
  4. Ветровая балка (позиция №4) усиливает стропила с наветренной стороны дома. Эта балка может устанавливаться и с нескольких сторон;
  5. Нарожник (короткое стропило, позиция No5) крепят нарожник к угловой стропильной балке;
  6. Мауэрлат (позиция №6) – мощный деревянный брус, который служит основой любой крыши;
  7. Шпренгель (позиция №7) усиливает конструкцию крыши и уменьшает нагрузку на стены. Крепится по диагонали между углами дома на мауэрлате;
  8. Подкосы (позиция №8) могут крепиться к стропилам под разными углами. Их количество и угол крепления зависят от наличия или отсутствия мансарды;
  9. Диагональные (боковые стропила, позиция №9) устанавливаются с одного или с обеих торцов кровли;
  10. Прогон (позиция №10) — это шаг крепления стропил.
Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами
Устройство крыши с вальмами

Варианты вальмовых крыш

Будучи разновидностью скатных крыш, вальмовые кровли тоже делятся на несколько подтипов:

  1. Шатровая крыша. Она имеет четыре одинаковых ската, то есть вальмы под одним углом расходятся во все четыре стороны. Такой тип крыш может использоваться лишь для строений в форме квадрата.
  2. Полувальмовая крыша. В этом случае вальмы не достают до низа, а лишь прикрывают определенную часть фронтона, закрывая верхнюю половину ската.
  3. Ломаная крыша. Она состоит из разного размера скатов, сообщающихся под разными углами. Монтаж такой сложной конструкции – весьма кропотливое дело, но результат имеет весьма презентабельный вид.

Типы вальмовых крыш: A — вальмовая крыша; B — шатровая крыша; C — полувальмовая крыша с фронтоном; D — полувальмовая датская крыша.

Расчёт конструкции

В основе расчёта конструкции лежит составление небольшого плана кровли в соответствии с произведёнными замерами . Для этого понадобятся данные по длине периметра крыши. Её измеряют по имеющимся стенам. Чтобы определить необходимую длину стропильных ног, сначала определяются с уклоном. Причём чем он больше, тем быстрее будет сходить снег, но тем большие ветровые нагрузки придутся на кровельную систему. Поэтому оптимальной величиной считается уклон в 30-45 градусов.

При учитывают и свес крыши за стены дома

. Он должен составлять не менее 50 сантиметров. Такое мероприятие позволит защитить стены дома, фундамент и отмостку от осадков, спускающихся с крыши. После того, как эти параметры выбраны, расчёт стропил можно произвести, используя теорему Пифагора, где они будут выступать в роли гипотенузы. А все необходимые для этого катеты можно найти путём замера.

Для определения необходимого сечения стропильных ног, а также потребности в дополнительных рёбрах жёсткости, проводят расчёт нагрузок — временных, снеговых и ветровых. Это можно сделать с помощью соответствующего СП или используя программы для расчёта, которые находятся в свободном доступе в интернете.

Также сечение стропил может увеличиться при условии необходимости использования нескольких слоёв утеплителя. Этот фактор зависит от района строительства.

Как построить полувальмовую крышу

Среди стандартных двухскатных кровель домов в загородных поселках оригинально и необычно смотрится полувальмовая крыша (иначе ее называют голландской). История полувальмовой крыши насчитывает уже много веков.

Давайте разберемся, что это за конструкция и как построить полувальмовую крышу.

Полувальмовая крыша – что это такое?

Полувальмовая крыша – это четырехскатная кровельная конструкция.

Условно эти крыши делят на два вида: двухскатные и четырехскатные, но скатов, тем не менее, в обоих случаях четыре.

Полувальмовая двухскатная крыша – отдаленная родственница вальмовой (датской).

У вальмовой конфигурация проще: два боковых ската выполнены в виде трапеций, два торцевых – в виде равнобедренных треугольников. Отдельный случай – вальмовая крыша шатровая: у нее конька нет, все скаты – равнобедренные треугольники, которые сходятся вершинами в одной точке.

У полувальмовой торцевые скаты укороченные, не доходят даже до середины бокового ската. В анфас такая крыша выглядит как маленький треугольник, а в профиль – как трапеция со срезанными верхними углами. Под полувальмой расположен фронтон, как у обычных двухскатных крыш.

Читайте также:  Как правильно крепить стропила на односкатной крыше?

Полувальмовая четырехскатная. Здесь торцевой скат начинается не от конька, а от середины бокового ската и продолжается до линии карнизного свеса. Над ним вертикальная стена. У этих крыш вальмы выполнены в виде трапеций.

Обратите внимание

Полувальмовая двухскатная крыша может быть с мансардой. Для четырехскатной этот вариант проблематичен: окно будет располагаться слишком высоко, а балкон на торце вообще сделать не получится.

Преимущества полувальмовой крыши

Ее монтаж – не самое экономное дело, и в плане расхода материалов, и в плане энергозатрат. Но кроме эстетики у нее есть и другие преимущества:

  • Большая ветростойкость (за счет скатов со всех четырех сторон);
  • Улучшенная защита фронтона от осадков (за счет карнизных свесов вальм);
  • Увеличение полезного пространства под кровлей (пригодится для устройства мансарды).

Расчет полувальмовой крыши

Первый этап проектирования – чертеж полувальмовой крыши. На этой стадии определяются длины стропил и их количество.

  • Шаг между стропилами зависит от предполагаемой нагрузки на крышу и связан с толщиной стропил: если толщина брусьев для стропильных ног больше рекомендуемой, шаг можно делать реже. Расстояние между стропильными ногами желательно сделать по ширине плит утеплителя, тогда их не придется подрезать.
  • Длины стропильных ног определяются по формулам для равнобедренных и прямоугольных треугольников.
  • Площадь бокового ската рассчитывается сначала как площадь трапеции: высота H (длина рядового стропила), умноженная на основание (длину карнизного свеса), поделенная пополам. Из полученной цифры вычитают площади двух треугольников (углы трапеции, обрезанные полувальмами).
  • Площадь полувальм определяется как произведение высоты (длины вальмового ската от конька до середины основания) на основание (карнизный свес полувальмы).
Как построить полувальмовую крышу

Конструкция кровельного пирога

Кровельный пирог выполняется как и для других скатных крыш. Это зависит не от конструкции, а от наличия/отсутствия утеплителя и от материала покрытия.

Если планируется устройство жилой мансарды, утеплитель лучше положить.

  1. Пароизолирующий слой. Мембрану раскатывают по стропилам вдоль конька, начиная с карниза. Соседние куски и соседние полосы стыкуют с нахлестами около 15 сантиметров, заклеивают строительным скотчем. К стропилам крепят кровельными гвоздями.
  2. Утеплитель. Ставят между стропилами в распор.
  3. Гидроизоляция. Раскатывают как и пароизоляционную пленку, только поверх утеплителя. Крепят так же.
  4. Устанавливают вдоль стропильных ног брусья контробрешетки.
  5. Поверх набивают обрешетку.

Важно

  • Все деревянные детали (стропила, мауэрлат, обрешетку и контробрешетку) необходимо перед началом установки обработать антисептическим составом и антипиреном;
  • Крепление производится только оцинкованными гвоздями, чтобы древесина не гнила вследствие коррозии метизов;
  • Если для паро/гидроизоляции используются специальные мембраны, их стелют отводящей поверхностью в сторону от утеплителя.

Монтаж полувальмовой двухскатной крыши

Порядок монтажа:

1. Залить по периметру дома бетонную стяжку. Одновременно в стяжку устанавливают резьбовые шпильки с диаметром от сантиметра. Приблизительный шаг между шпильками – 1-1,2 метра.

2. На шпильки ставят мауэрлатный брус, фиксируют сверху гайками. Под брус необходимо подкладывать рубероид, чтобы древесина не соприкасалась с материалом стяжки.

3. Если система наслонная, ставят стойки на каждой балке перекрытия.

система висячая, на балки устанавливают стропильные фермы.

5. На стойки или фермы укладывают коньковый брус.

6. На брус опирают рядовые наслонные стропила.

7. Накосные стропила крепят к коньку, снизу подпирают нарожниками.

8. Последним этапом кладут боковые прогоны (на длинных скатах).

Стропильная система готова. Далее – монтаж кровельного пирога (см. выше) и укладка покрытия в соответствии с инструкцией к нему.

Дополнительные материалы по теме

Завершение постройки полувальмы

Кровельный пирог полувальмовой крыши

Окончание устройства голландской крыши, как и любой другой, включает в себя укладку обрешетки, пароизоляционного материала, а также утеплителя, гидроизоляционной пленки и непосредственно самой кровли. Необходимо свободное пространство под коньком для циркуляции воздуха и вентиляции.

Обратите внимание!Пароизоляционную пленку лучше использовать с фольгированной стороной, которая защитит от влаги теплоизоляционный слой.

Завершение постройки полувальмы

Утеплителем могут послужить пенополистирольные плиты, стекловолокно или базальтовые плиты. Поверх них для защиты от влаги и конденсата настилают конденсатную пленку либо диффузионную мембрану. В качестве гидроизоляции до сих пор используют также и рубероид, но так как его свойства недолговечны, лучше от него отказаться в пользу более современных материалов.

Далее из деревянных реек выполняют контробрешетку для закрепления гидроизоляции и устройства зазора для вентиляции. Поверх контробрешетки делают основную обрешетку, по которой производят закрепление кровельного материала.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.
Читайте также:  Виды навесов над крыльцом и технология установки своими руками

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

  • Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

  • Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

  • Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

  • Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Соединение стропил в коньке

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

  • внахлест;
  • встык;
  • с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение стропил в коньке

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:

Разновидности

Кроме того, что полувальму делят на двухскатную и четырехскатную (голландскую и датскую), можно выделить еще несколько разновидностей такой конструкции.

Двухскатная полувальмовая крыша

Стандартный вариант — двухскатный. Такая конструкция кровли позволяет соорудить под ней мансарду или чердак. Конструкция может опираться двумя треугольными скатами на фронтоны. По-другому такую разновидность называют голландской полувальмовой. Вариантов ее сооружения достаточно много, но общая их черта состоит в том, что крыша имеет скосы только с двух сторон.

Полувальмовая ломаная крыша

Отличается наличием изломов по боковым сторонам конструкции. Изломы обеспечивают высокие потолки. В большинстве случаев она гораздо выше, чем обычная двухскатная кровля. Последняя, если имеет крутой наклон скатов, то становится слишком уязвимой для ветровой нагрузки. По этой причине ломанная полувальмовая крыша имеет серьезный перелом скатов, а уязвимой частью конструкции к ветровым нагрузкам остается только верхняя.

Нижняя часть резко направлена вниз, что придает крыше большую надежность. Строительство и проектирование ломаной крыши требует соблюдения строгих пропорций элементов между собой, иначе полувальма такой разновидности будет ненадежна.

Разновидности

Полувальмовая крыша с мансардой

Представляет собой конструкцию, которая образована из двух пологих скатов, смыкающихся на вершине и еще двух крутых скатов, которые продолжают первые. За счет такой формы появляется возможность использовать пространство чердака и превратить его в жилую комнату. Для сооружения мансардной крыши используются висячие стропила, которые обеспечивают пустоту в средней части помещения.

Полувальмовая крыша с фронтонами

Эту конструкцию в основном используют, когда хотят соорудить под крышей жилое помещение или мансарду. В большинстве случаев предпочтение отдают конструкции, в которой фронтон сделан из блоков или кирпича. Но также имеется разновидность полувальмовой крыши, где фронтон выполнен из деревянного каркаса.

Его делают в зависимости от формы фронтонной стены, которая в большинстве случаев представляет собой трапецию. Прикрепляют опорные стойки фронтона к мауэрлату и несущей боковой стене здания. Сверху проводят прикрепление бруса или доски. Стойки фронтона обвязывают укосинами, затем проводят обшивку, используя доски или фанеру. Основная часть конструкции полувальмовой крыши возводится с опорой на такой фронтон.