Стропила для вальмовой крыши для не прямоугольного

Как правильно крепить стропила вальмовой крыши?

Вальмовая крыша – одна из самых красивых и сложных в строительстве, но при этом одна из самых надежных. До сравнительно недавнего времени она массово встречалась только в западной и европейской архитектуре, а теперь все чаще появляется среди российских загородных домов.

В чем сложность ее архитектуры? Прежде всего, в технологии правильного крепления стропил вальмовой крыши, чтобы те в итоге образовали собой идеальную геометрическую фигуру. Если этого не произойдет — все усилия пойдут прахом. Для сравнения, работать с двухскатной и односкатной крышей куда проще.

И даже если вы не собираетесь собственноручно устанавливать для вальмовой кровли стропила и вообще мало что понимаете в кровельных работах, все равно рекомендуем внимательно изучить эту технологию. Тогда вы сможете спокойно контролировать строительные работы на вашем участке, будете понимать, не халтурят ли рабочие и действительно ли готовая крыша не будет нуждаться в ремонте в первый же год эксплуатации.

Содержание

Виды стропильных систем вальмовой крыши

Четырехскатная или вальмовая крыша даже на сегодняшний день в Европе встречается чаще, чем другие виды. Это легко объяснить тем, что такая конструкция надежна, долговечна и просто красиво выглядит. Её главное преимущество состоит в том, что сглаженность форм со всех четырех сторон позволяет крыше быть устойчивой ко всем видам атмосферного воздействия. А удачное распределение нагрузок, благодаря наличию диагональных стропил, создает высокую устойчивость всего каркаса к деформациям.

Среди недостатков стоит упомянуть сложность расчета, монтажа и то, что пространство под крышей будет ограничено четырьмя скатами, а при желании обустроить там комнату необходимо будет установить мансардные окна и вертикальные стены из гипсокартона.
Сам стропильный вальмовый каркас – это конструкция из двух пар стропил, которые установлены по диагонали от конька до нарожников и шпренгелей, для которых они служат опорой:

Конструкция, в которой скаты занимают всё пространство крыши, называется вальмовая чётырехскатная.

А при установке стропил на вальмовую крышу с укороченными скатами торцов, получаем конструкцию, которая имеет ряд преимуществ и уже называется полувальмовой или голландской кровлей. Она дает возможность установить на торцах дома не мансардные, а стандартные фасадные окна, на которых не скапливается снег, на них не давят потоки дождя, да и по ощущениям вертикальные окна для многих более комфортны, чем “падающие”. Такая кровля обладает высокой ветроустойчивостью за счёт отсутствия острого выступа и более оригинальным внешним видом.
Те же треугольные скаты, но с небольшим фронтоном у конька — это уже датская полувальмовая крыша. Её преимущество – естественное освещение в достаточном количестве без установки мансардных окон. Датская крыша еще более непривычна для российских широт, чем вальмовая, но на практике оказывается едва ли не самой практичной из всех похожих вариантов.
А вот для домов с квадратным периметром подойдет шатровая крыша. В отличие от классической вальмовой кровли, у которой есть два торцевых ската треугольной формы и два боковых ската в форме трапеции, шатровая выглядит как четыре треугольника с равными сторонами, которые соединены в верхней точке. У такой кровли конструкция стропил еще более сложная. Стропильные ноги у шатровой конструкции длиннее рядовых балок, а между ними крепятся короткие стропила (нарожники).

Кроме четырехскатной вальмовой крыши, существуют и другие разновидности. Например, ломаная или мансардная вальмовая кровля. Монтаж её довольно сложен, но в результате получаем дополнительное пространство и видовую мансарду. Четырехскатную ломаную крышу можно увидеть в китайских пагодах, в традиционных японских и корейских сооружениях.

Кроме этих разновидностей стоит упомянуть многоскатную вальмовую крышу. Из названия понятно, что такая конструкция имеет больше четырех скатов. Строится она скорее из эстетических, а не практических соображений, поскольку расчет и монтаж такой конструкции довольно сложен, а количество отходов при возведении — велико.

Более подробно об этих видах — на видео:

Точный расчет стропильной системы

Перейдем к расчету. Если вы переживаете, что не справитесь, посмотрите на стропильную конструкцию вальмовой крыши на чертеже — вся эта структура подчиняется законам физики и геометрии, и при грамотном предварительном расчете никаких проблем не возникнет. Хорошо, если у вас уже есть определенный опыт в плотницкой работе или хотя бы помощник.
Первым делом для обустройства четырёхскатной крыши важно правильно подобрать и установить все несущие элементы. Ведь в сравнении с другими типами крыш, например с двускатной, количество стропил и других деталей системы четырёхскатной крыши ощутимо больше. И многое зависит от того, какая именно будет стропильная система под вальмовую кровлю – наслонная или висячая.

Наслонная стропильная система подходит для домов с капитальными внутренними стенами, а висячая – для зданий без встроенных промежуточных опор. При монтаже висячей крыши стропила делают упор на фасадные стены дома и, чтобы снять нагрузку с них, необходима затяжка, которая соединит стропила между собой.
Каркас наслонной конструкции не нуждается в затяжке, благодаря чему получается легче и требует меньше материалов. Именно поэтому вальмовая крыша с наслонной стропильной системой встречается чаще.
Но для обоих вариантов важно правильно сделать расчеты. Для этого нужно знать ряд правил:

• Во-первых, замеры необходимо проводить по низу конструкции. Это дает возможность точно определить точки подрезки стропильных ног.
• Во-вторых, для упрощения расчетов лучше взять пиломатериалы единого сечения.
• В-третьих, для определения местоположения стропил нужно использовать специальный шаблон, а для расчета длины стропильной ноги необходимо знать длину её горизонтальной проекции и коэффициент.

Все это правильно рассчитать поможет такая схема:

Технология монтажа и важные узлы крепления

Теперь внимательнее рассмотрим узлы крепления стропильной системы вальмовой крыши и их типы, попутно вникая в саму технологию строительства. А также в то, какую роль играет каждый из элементов в общей конструкции.

Шаг 1. Установка бруса мауэрлата

Монтаж стоит начать с установки бруса мауэрлата, оптимальное сечение для которого 10х10 см. Важный момент – крепление, поскольку здесь нужно учитывать материал стен. Если они из кирпича или камня, следует использовать монолитную железобетонную обвязку и при заливке закрепить в ней шпильки резьбой от М12. Для других материалов те же шпильки крепятся при помощи распорных дюбелей. Если же брус не цельный, его элементы рекомендуется тщательно соединить накладными креплениями. Углы обязательно укрепляются металлическими уголками и пластинами.

К мауэрлату стропила крепят традиционно при помощи металлических пластин:

А у конька чаще используют гвозди:

Шаг 2. Монтаж стоек и опорных балок

После установки мауэрлата переходим к установке опорных балок и стоек. Для стоек используют брусья сечением 10*15 см, а для балок подойдет сечение повыше. Для стойкости и долговечности конструкции нужно придерживаться соотношения 1:2 при расчете ширины и высоты соответственно.

Хотя для каркасно-щитовых домов допустимо не использовать опорные балки — монтируются только стропила с шагом, идентичным для стропил. Если же вальмовая крыша монтируется на каркасно-щитовом сооружении, то опорные балки можно не задействовать – достаточно будет стоек, расположенных с таким же шагом, с которым будут устанавливаться сами стропила. А вот как выглядит конструкция вальмовой крыши без стоек на практике:

Самый простой вариант обустройства — конструкция с центральной опорой. Т.к. использование затяжек из-за равной длины стропильных ног затруднительно и «ворует» полезное пространство, в качестве основной опоры можно использовать балку. Монтировать ее стоит в области конька, и именно на неё будут опираться стропильные ноги. Сама балка будет хорошо удерживаться при помощи вертикальных стоек. Важно при этом, чтобы вертикальные опоры балки находились на несущей стене, либо же на очень прочном перекрытии.

А вот для малых площадей, когда пролет крыши менее четырех метров, использование стоек не обязательно, но тогда лучше взять несколько затяжек, хотя это и не рекомендуется.

Для четырехскатных крыш вальмового типа система монтажа схожа, только вместо бруса нужно взять центральную опору или же создать замкнутый каркас из балок и стоек.

Шаг 3. Установка накосных и рядовых стропил

Следующий этап – монтаж стропил. На них будет ложиться большая нагрузка, поэтому необходимо использовать брусья с сечением выше, чем у рядовых стропил. При этом нет четкого порядка по установке стропил: можно начать с рядовых, а потом перейти к накосным.

Помните, что самый важный элемент, который влияет на всю конструкцию – стропильные ноги, которые должны быть цельными. В случае, когда это невозможно, два бруса нужно срастить металлической накладкой размером не менее полутора метра. К слову, про то, как и из чего сделать стропила для вальмовой крыши самостоятельно у нас на сайте есть отдельная подробная статья https://krovgid.com/proekt/raschet-valmovoj-kryshi.html.
Рассчитать размеры стропильных ног можно по специальным таблицам.

Все стропила сверху нужно крепить к коньковому прогону. Он всегда располагается по продольной оси дома. Центральные основные стропила крепят на мауэрлат и края конька, обычно по две штуки на каждый из боковых скатов:

Есть у вальмовой крыши диагональные стропила — особые элементы, которых не встретить в односкатном или двускатном варианте. Другое их название — накосные. От обычных стропил они отличаются большей длиной и тем, что служат опорой также для укороченных стропил, так называемых полуног или нарожников. Ввиду этого накосные стропила всегда несут нагрузку минимум в полтора раз больше, чем обычные. И их нередко делают спаренными, ведь удвоенное сечение способно нести нагрузку больше, балка получается длинной, но не разрезанной, а в ход можно пустить те же доски, что и для обычных стропил.

Накосные, или диагональные стропила, опираются на окончание конькового прогона и угол мауэрлата в количестве четырёх штук. В итоге на каждом из коньков должны сходиться по пять стропил сразу: центральное вальмовое, по два накосных и диагональных.
После чего фиксируем уже промежуточные стропила. Их крепят по боковым скатам, и тоже опирают на мауэрлат и конек. Но здесь уже не ограничено количество — все зависит от шага установки, и порой в крышах с коротким коньком они и вовсе отсутствуют.

Следующий вид — укороченные стропила. Нижним концом они опираются на мауэрлат и накосные ноги. Причем длина таких стропил меняется в зависимости от места монтажа, а количество не ограничено.

И, наконец, нарожники, количество, размеры и расположение которых такое же, как у боковых укороченных стропил.

К самому коньку такие стропила обычно присоединяют при помощи большого количества гвоздей:

При этом гвозди хорошо сочетать с металлическими пластинами:

К слову, за рубежом чаще используют пластины, нежели стропила:

Шаг 4. Усиление имеющейся конструкции

Мы рассмотрели основные стропильные элементы вальмовой крыши, но когда речь идет о большом жилом доме, то в ход идут дополнительные. Они усиливают весь каркас, что лишним не бывает. К ним относятся стойки, о которых мы говорили ранее, и другие элементы.

Используются также ригели — затяжки, которые способны служить одновременно балками перекрытия. Для усиления конструкции также используются настоящие балки, которые встроены в стены дома либо врезаны в брус мауэрлата. В отличие от них, затяжки располагают намного выше, и те становятся хорошим основанием для подшивки потолка. Кроме того, и балки, и затяжки — основа для стоек и других стропильных элементов.

Еще одна деталь вальмовой кровли — шпренгели. Это деревянные распорки, которые монтируют под стропила:

Чтобы стропильная конструкция была достаточно крепкой, для нее применяется еще прибоина:

При этом у датской вальмовой крыши немного другая конструкция:

Специально усиливать также нужно стропила, длина которых больше 4,5 метров. Для этого устанавливают диагональные подкосы под углом 45-60°, которые упираются в прогон либо затяжки.
А для усиления накосных стропил, нарожников, применяется шпренгель. Саму угловую шпренгельную балку одним концом врубают в балку мауэрлата, а от нее уже идет вертикальная стойка.
И, наконец, задействуют ветровую балку, которую специально прибивают изнутри прямо к стропильным ногам. Без нее не обойтись, когда регион ветреный, и направление ветра при этом неустойчиво.

Шаг 5. Обрешетка и кровельный пирог

По окончании установки стропильной системы вальмовой крыши можно переходить к заключительному этапу, а именно — к монтажу обрешетки и кровельного пирога. Последний элемент должен состоять из определенных слоев гидро-, паро-, теплоизоляции и кровельного покрытия, количество и качество которых зависят от самого кровельного пирога и его задач.

Четырехскатная крыша – конструкция сложная, но вполне возможно с ней разобраться и воплотить в жизнь своими силами. При этом важно не забывать о том, что все материалы должны быть качественными, все соединения – надежными, а расчеты — грамотными.

Готовы смонтировать на своем доме стильную, надежную и долговечную крышу?

Источник

Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!

Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.

На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.

Содержание

Виды и формы вальмовой крыши

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса. Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины.

Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.

Полувальмовая крыша отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.

Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.

А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.

Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.

Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.

Варианты внутренних четырехскатных конструкций

Давайте внимательно рассмотрим, каких типов бывает вальмовая конструкция стропил и чем существенно они отличаются друг от друга. Классическая вальмовая крыша выглядит таким образом:

Так собирают вальмовые скаты из накосных стропил:

Накосные стропила разрешено обрезать на одну высоту, и тогда вся конструкция получается намного прочнее:

Устройство датской полувальмовой крыши выглядит уже так:

И, наконец, самые сложные в исполнении вальмовые крыши также нуждаются в точном расчете:

Кстати, когда речь идет о небольшой беседке, здесь вы можете рискнуть и воплотить в жизнь даже такой необычный проект с красивыми стропилами:

Расчет уклона с учетом всех нагрузок

Уклон вальмовой кровли делают в диапазоне от 5 до 60°. Действительно, здесь практикуется такой низкий уклон, и крыша выглядит почти плоской. А сам выбор угла больше зависит от применяемого кровельного материала и эксплуатационных характеристик, как сила ветра, шапка снега и др.

Как только вы определились с формой стропильной системы, нужно рассчитать ее прочность. А именно, насколько она окажется надежной в плане снеговых и ветровых нагрузок.

Про ветер, конечно, здесь можно переживать меньше всего, ведь вальмовая кровля наиболее защищена от подъемной силы – все благодаря тому, что все скаты у нее находятся под наклоном, и нет фронтонов.

А вот давление снега учитывать нужно, тем более, если дом построен в средней и северной полосе России. Обычно, когда речь идет о двухскатной крыше, то нередко приходится выбирать: делать ее более пологой, чтобы не сорвал ветер в бурю, или более острой, чтобы многотонная шапка снега спадала сама?

В случае с четырехскатной кровле можно смело повышать угол наклона скатов, если, конечно, вас не смутит увеличенная стоимость древесины для стропил и кровельного покрытия.

Чем выше наклон ската, тем вероятнее, что снег попросту сползет под своим весом. А на крыше с наклоном от 60° он вообще не остается. Это тот самый случай, когда коэффициент µ равен нулю. Для сравнения: при угле наклона в 40° он будет равен 0,66, при 45° – 0,5 и при 50° – 0,33.

Точно рассчитать угол скатов вам помогут такие формулы:

Для мягких покрытий уклон может быть низким, так, для двух слоев нужны 15 градусов, а для трех допустимы 2-5°.

Также каждый вид кровельного материала требует свой уклон:

• Мягкая черепица и ей подобные кладут на кровлю от 11°.
• Для натуральной черепицы угол наклона не может быть меньше 25°, иначе в подкровельное пространство станет попадать вода.
• Для шифера выбор вообще невелик – от 25 до 30°.

Кроме того, важно учитывать также снеговую нагрузку. Так, если в вашей местности снегопады внушительные, можно сразу забыть о малом уклоне. Т.к. снежная шапка, особенно слежавшаяся, способна весить только на одной крыше несколько тонн!

В таком случае можно обустраивать только крутой скат, и чем тот будет круче, тем больше материала для него понадобится. Кроме того, учитывайте и увеличенный нахлест материала на крыше сложной формы.

Измерение и вычисление сечения стропил

Рассчитать важно и водосточную систему для вальмовой крыши. В основном она зависит от угла наклона и площади крыши.

Так, если та не превышает 60 м 2 , то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м 2 , тогда диаметр увеличивают до 150 мм. Количество самих же труба нужно рассчитывать из того факта, что на каждые 10 метров идет одна труба.

Вот как рассчитать вальмовую крышу при помощи таблицы с коэффициентами:

• Шаг 1. Возьмите обычную рейку и найдите горизонтальную проекцию у промежуточной стропильной ноги.
• Шаг 2. Теперь в таблице найдите ваш получившийся коэффициент уклона и умножьте его на представленный в ней коэффициент.
• Шаг 3. Измерьте длину стропила от крепления нижней части стропила до конькового прогона.
• Шаг 4. Далее находим длину свеса стропил или вычисляем ее при помощи теоремы Пифагора.
• Шаг 5. Вычисляем длину угловых стропил.

Чтобы найти длину центрального стропила, на торце периметра дома нужно отметить центр, а на середине толщины конькового бруса точку а.

От этой точки нужно поставить отметку на линии проекции в горизонтали от центрального стропила до вертикальной стойки – это будет точка b. Теперь от точки – b нужно отмерить расстояние до торца конька, и получается точка с.

В итоге вы будете знать расстояние ab и bc, и остается найти длину центрального стропила ас. Формула, которая поможет вам вычислить это расстояние, выглядит так: а 2 +b 2 =с 2 . Чтобы получить более точное значение, воспользуйтесь коэффициентами пропорций.

По той же схеме вычисляют длину диагональных ребер и угловых стропил, и умножают полученное значение на коэффициент, который будет максимально близок к коэффициенту значению замеров.

Во время монтажа также производят свои замеры. Сначала на верхних торцевых частях мауэрлата по самому центру отмечают осевую линию, а по центру осевого бруса – линию центрального стропила.

Далее с шагом 60 см ставят отметки для промежуточных стропил на основании торца. После этого рассчитывается длина стропил от угла до центра торца. С противоположной стороны крыши парные стропила должны иметь такую же длину.

В этом вам поможет такая формула:

Крестообразные крыши сначала рассчитывают так же, как и обычные двускатные. Все зависит от того, какой формы скаты – треугольной или трапециевидной.

Нужно измерить площадь каждого, и тогда станет понятно, как рассчитать каждый элемент.

Подсчет количества кровельного материала

Сегодня бытует мнение, что достаточно сложно точно рассчитать кровельный материал для вальмовой крыши, ведь она имеет сложную форму и покрытие придется обрезать.

Но на самом дел все эти моменты можно просчитать, и мы сейчас расскажем, как именно. Вот приблизительная схема того, как укладывают кровельный материал на вальмовую крышу:

Итак, в первую очередь запланируйте 25 мм допуска на свес кровельного покрытия в карнизный желоб, причем это допуск может быть увеличен, если крыша имеет значительный уклон и или используются некоторые из систем водостока.

Чтобы рассчитать материал для ребер или конька, нужно их длину разделить на длину, которая покрывается одним лотком.

Также нужно запастись достаточным количеством реек для обрешетки: на каждый квадратный метр нужно 3 метра реек. Конечно, подрезать тут будет что:

А рассчитать площадь скатов для определения количества штучного кровельного материала вам помогут такие формулы:

Надеемся, наши формулы и иллюстрации помогли вам все рассчитать максимально правильно!

Онлайн-калькулятор для расчета

Для упрощения выполнения расчетов мы спроектировали онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, пожалуйста перейдите на эту страницу. Там вы найдете все пояснения и сможете сэкономить время на проектировании.

Источник