Как устроена стропильная система вальмовой крыши + пошаговая инструкция по монтажу

Конструкция стропильной системы

Кровля из двух скатов формируется из следующих элементов:

• Мауэрлат.
• Ендова.
• Стропила.
• Стойки.
• Свесы.
• Горизонтальные ребра.
• Несущая часть.
• Гидроизоляция.
• Обрешетка.
• Теплоизоляция.
• Кровельный настил.

Важный элемент – стропильная система, соорудить ее можно на основе металла или дерева. Первый вариант используется на зданиях особого назначения, к которым предъявляются серьезные требования по пожарной безопасности. Стропила из дерева преимущественно изготавливаются при возведении частных домов. Они служат основанием под каркас, поэтому устанавливаются с определенным шагом.

Между собой соединяются брусками или досками от низа до верха. Таким образом формируется обрешетка, которая служит основанием для гидроизоляционного слоя и кровельного настила. Если применяется мягкая битумная черепица, то предварительно на стропила крепится влагостойкая фанера или другой листовой материал. Брусья подходят для металлопрофиля, шифера и т.п.

Стропильная система присоединяется к мауэрлату. Он представляется собой деревянный брус разного сечения:

• 100×150 мм.
• 150×150.
• 100×100.

Мауэрлат равномерно распределяет всю нагрузку на стены от установленных стропил, благодаря этому несущие элементы не подвергаются преждевременному разрушению по причине давления. Укладка осуществляется по всему периметру стен.

В самой верхней части находится коньковый прогон. Обычно он изготавливается из бруса сечением 50×150 или 50×200 мм. Может состоять из нескольких досок, определяющим фактором является длина конькового прогона. Он объединяет конек с лежнем посредством стойки.

Как сделать четырехскатную крышу дома своими руками?

Возведение конструкции четырехскатной крыши своими руками, чертежи и фото, изложенные в Интернете, помогут в данном вопросе, является трудоемким, но выполнимым процессом, который требует правильных расчетов и определенной последовательности действий.

Схема стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

Стропильная система кровли является мощным и прочным каркасом, способным выдержать все нагрузки кровли, в том числе кровельного пирога и кровельного покрытия. Надежность и прочность кровли зависит от правильного и точного расчета нагрузки на стропильную систему.

Она должна выдерживать постоянные и временные воздействия. К постоянным относится вес крыши, вес всех элементов стропильного каркаса, масса кровельного пирога. К временным воздействиям можно отнести влияние окружающей среды, вес рабочих и техники при выполнении ремонтных работ на кровле.

Имея перед собой схему стропильной системы, можно приступать к возведению деревянного каркаса. Для начала необходимо установить основные элементы конструкции, на которые крепятся стропильные ноги.

Монтаж конструкции стропильной системы своими руками начинается с обустройства основания для будущего каркаса. Для этого устанавливается мауэрлат, который возводиться по периметру верхнего ряда несущих боковых стен. Далее следует установить лежень для коньковой опоры и смонтировать вертикальные стойки. Они должны располагаться строго под углом 90 град. Малейшие отклонения могут привести к деформации всей конструкции. Шаг стоек составляет не более 2 м. На стойки необходимо закрепить балку конька, сечение которой подбирается с учетом нагрузки центральной части стропильного каркаса.

Для того чтобы конструкция была прочной, необходимо проверять правильность угла размещения стропил на мауэрлате

Далее на основании чертежа стропильной системы следует приступить к установке стропильных ног в следующей последовательности:

• монтаж диагональных стропил, нижняя часть которых крепится к мауэрлату способом врубки;
• установка центральных стропил;
• монтаж угловых стропил, которые крепятся к диагональным брусьям;
• установка затяжки, которая используется для закрепления ног у конька;
• монтаж центральных стоек, которые одним концом крепятся к коньку, а другим – к затяжке (ригелю);
• установка подкосов, которые закрепляются на стропильной ноге и ригеле;
• монтаж шпренгеля, одна часть которого крепится к мауэрлату, а другая – к стропильной ноге.

Схема устройства стропильной системы четырехскатной вальмовой крыши

После этого выполняется монтаж обрешетки. Затем осуществляется укладка кровельного пирога. Он состоит из гидроизоляционного, теплоизоляционного и пароизоляционного слоя. Далее следуют работы по наружному покрытию кровли выбранным кровельным материалом с соблюдением особенностей его укладки.

Если нет возможности самостоятельно выполнить работы, можно воспользоваться услугами специалистов по выполнению монтажа стропильной системы, цена которого зависит от сложности конструкции, общей площади кровли, вида кровельного покрытия, высоты здания, конфигурации кровли и места расположения объекта. Цена за м2 монтажа стропильной системы стартует от 400 руб.

Классический вариант четырехскатной крыши является простой конструкцией, но все же требует знаний строительства и точных расчетов

Монтаж кровельного пирога

Кровельный пирог четырехскатной крыши состоит из нескольких слоев, уложенных в определенной последовательности. Он устанавливается на стропильный каркас, и состоит из таких слоев:

• пароизоляционного слоя в виде защитной пленки, препятствующего проникновению в подкровельную систему влаги из помещения;
• теплоизоляционного слоя в виде утеплителя, укладываемого в пространство между стропилами;
• гидроизоляционного слоя в виде специального материала, препятствующего попаданию влаги в помещение;
• обрешетки в виде досок, к которым монтируется кровельное покрытие.

Гибкая черепица в виде покрытия позволяет максимально экономно использовать кровельный материал, без существенных отходов

Обрешетка в виде деревянных брусьев сечением 50×50 мм поперечно крепится гвоздями к стропильным ногам сплошным слоем или с определенным шагом в зависимости от кровельного покрытия. Далее к обрешетке крепится пароизоляционная плетка внахлест при помощи степлера. Монтаж утеплителя осуществляется в межстропильное пространство. Далее крепится гидроизоляционный слой, технология монтажа которого схожа с пароизоляционным слоем.

Строительство вальмовой крыши своими руками

• Конструкция вальмовой крыши – это емкое инженерное сооружение. Она требует правильного монтажа и использования при этом надежных кровельных материалов. Такие крыши идеально впишутся в наиболее распространенные типы ландшафта. Отметим, что такие кровли – это очень яркие и запоминающиеся архитектурные объекты. Они без труда подойдут к различным нестандартным строениям, например, небольшим башенкам. Но не забывайте, что на результат повлияет выбранный вами кровельный материал.
• Красивому архитектурному облику должно подходить соответствующее покрытие. Рекомендуем использовать традиционную керамическую черепицу, кровлю из меди или современные виды материала. Вальмовая крыша с разными углами потребует сочетания вальмового и двухскатного элементов. От этого и будет зависеть качество и изыск готового строения.
• Необходимость в таком типе кровли возникает в климатических зонах с сильными ветрами. Поэтому нужно создать защиту от них. Сегодня можно часто встретить чердачные помещения в виде мансард. Это своего рода измененные комнаты, очень стильные и функциональные. Но они должны быть оборудованы специальными мансардными окнами. Именно поэтому монтажные работы вальмовых крыш требуют специальной подготовки работников (читайте: «Стропильная система своими руками: материал, расчеты, установка»).
• Не забывайте, что кровля должна обеспечивать не только безопасную эксплуатацию, но и защищать мансардные помещения от атмосферного влияния. При этом по всем стандартам должны быть проведены гидро–, тепло–, и пароизоляция. Немаловажным является и грамотный выбор древесины для деревянной конструкции вальмовой крыши. Советуем отдавать предпочтение сосне или лиственнице. Заметим, что древесина ни в коем случае не должна быть сырой. Кроме того ее следует пропитать специальным защитным составом, называемым антисептиком. Планировать угол наклона вальмовой крыши, а также другие работы должны только профессионалы. 

Характерное строение

Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.

За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.

Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:

• накосные стропилины;
• опоры для диагональных стропильных ног;
• нюансы опирания накосных стропил;
• особенности нарожников.

Накосные стропильные ноги

Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.

Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.

Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.

Типы опор

Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:

• Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
• Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
• Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.

Устройство шпренгеля:

Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.

Нюансы опирания

Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.

При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.

Особенности нарожников

Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.

Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).

Расчет вальмовой крыши

Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;

количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков – тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;

вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;

необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

Таблица параметров расстояния между стропилами в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

Таблица — угол наклона крыши в зависимости от кровельного материалаТаблица — угол наклона крыши в зависимости от типа покрытия

Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Формулы для расчета вальмовой крыши 

Высота конька		Чертеж для расчета высоты конька вальмовой крыши
Длина конькового бруса	Длина дома минус его ширина	Чертеж для расчета длины конькового бруса вальмовой крыши
Длина центральных стропил (трапеции)	Формула для расчета длины центральных стропил	Теорема Пифагора
Длина рядовых стропил	Рассчитывается аналогично длине центральных стропил
Удлинение стропила для формирования каркасного свеса		Чертеж для расчета насколько необходимо удлинить стропила для свеса
Угол наклона рядовых стропил	Формула для расчета угла наклона рядовых стропил	Чертеж для расчета угла наклона рядовых (промежуточных) стропил
Длина диагональных вальмовых стропил	Формула для расчета длины диагональных стропил	Схема для расчета длины диагональных стропил вальмовой крыши
Нарожники (короткие стропила)	Первое короткое стропило	Чертеж для расчета 1-го короткого стропила вальмовой крыши
	Второе короткое стропило	Схема для расчета 2-го короткого стропила вальмовой крыши
Площадь вальмовой крыши	Формула для расчета площади вальмовой кровли	Чертеж для расчета площади вальмовой крыши

Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

Расчет площади вальмовой крыши — формулы

Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

Что такое вальмовая крыша

До преступления к проектным работам по конструкции крыши сначала необходимо знать, детально изучить ее строение.

Вальмовая крыша – один из видов ассортимента четырехскатных крыш. В ее конструкции два продольных ската стандартной конструкции (трапециевидная), торцевые – в виде наклонных треугольников (вальмы). Все скаты соединяются коньком.

Характеристики вальмовой крыши

Во время монтажа крыши основные затруднения возникают с установкой кровельного каркаса (стропил). Это связано с присутствием нескольких типов стропил их назначением:

• центральные (рядовые);
• диагональные (накосные);
• угловые (нарожные).

Во время количественных и прочностных расчетов необходимо учитывать следующие данные:

1. количество выпадения атмосферных осадков;
2. «розу» ветров, скорость долговременных и кратковременных ветровых потоков и создаваемую ими нагрузку;
3. Кровельный материал.

Совет: Для достоверности и точности результатов вычислений воспользуйтесь специализированным программным обеспечением либо услугами архитектора-проектировщика.

Вальмовая кровля имеет много преимуществ перед остальными четырех скатными крышами:

• Высокая степень сопротивления к нагрузкам от ветровых потоков.
• Высокая устойчивость карнизов к мощным ветровым потокам.
• За счет схождения ребер жесткости на пике каркасе (коньковая балка) конструкция не подвергается деформациям.
• Вальмовая крыша позволяет делать карнизы больших размеров и защищать значительную площадь от атмосферных осадков.
• Здание гармонично вписывается в любой ландшафтный дизайн за счет эстетически привлекательной кровли.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовое перекрытие по своей конструкции отличается от традиционных четырехскатных кровель и имеет свои уникальные элементы и особенности:

1. Два стандартных ската, расположенных вдоль здания. Но они не перекрывают его полностью.
2. Вальмами закрываются образовавшиеся промежутки между привычными поверхностями крыши.
3. Схема расположения всех элементов кровли разрабатывается при помощи таблицы Пифагора.

Для расчета и монтажа вальмовой крыши есть определенные правила:

• Промежуточные стропила воспринимают большие нагрузки, чем угловые и должны выполняться из брусьев сечением не меньше 50х150 мм.
• Короткие элементы каркаса должны крепиться к угловым ребрам жесткости (стропилам).
• Для изготовления коньковой и стропильной систем нужно использовать одинаковый материал.
• При установке центральных стропил их закрепляют по концам коньковой доски.
• Рядовые ребра жесткости опираются на балку конька и верхнюю обвязку.

Следуя этим не сложным правилам возведение вальмовой кровли не вызовет у вас сложностей и затруднений.

Варианты вальмовых крыш

Вальмовая кровля имеет свои вариации:

• В форме шатра (пирамидная). Она предназначена только домов квадратной формы. Крыша состоит четырех равносторонних треугольников (вальмы), которые расходятся из пика кровли (вершины пирамиды) под равными углами.
• Крыша полувальмовая. Торцевые скаты не соединяются в низу с продольными скатами, а обрываются на определенном уровне. Таким образом, они закрывают только некоторую часть фронтонов.
• Ломаная форма. Скаты выполнены из двух частей соединенных под углом. Сложность возведения стропильного каркаса компенсируется презентабельным внешним видом крыши.

Совет: Разновидность крыши выбирайте исходя из дизайна, формы и конструктивных особенностей строения.

Особенности стропильной системы вальмовой крыши

Устройство стропильной системы вальмовой крыши имеет два характерных отличия:

1. Во-первых, для конька и стропил вальмовых крыш выбирается брус одинакового размера, чтобы избежать искривления каркаса.
2. Второе отличие заключается в технике устройства стропил, например: при возведении двускатной крыши короткие стропила крепятся к коньку. Вальмовая конструкция отличается тем, что короткие стропила крепятся к угловым рёбрам. Диагональные рёбра вальмовой крыши несут на себе основную нагрузку.

Стропильная система вальмовой крыши: составляющие элементы

Конструкция вальмовой крыши отличается повышенной сложностью, но внимательное изучение составляющих элементов этой системы, которые можно увидеть в схеме, и точные замеры помогут провести монтаж вальмовой крыши без особых проблем.

Итак, по порядку:

• Основа стропильной системы – мауэрлат, уложенный по периметру наружной стены. Его назначение – опора для стропил, способ крепления крыши к стенам. Мауэрлат – обязательный элемент для любого типа крыши. Перед укладкой мауэрлата между ним и стеной устраивается гидроизоляционный слой.
• Диагональные или накосные рёбра для вальмовой крыши имеют самую большую длину и служат опорой нарожников. Диагональные рёбра крепятся к мауэрлату со стороны основания и к торцу конька в верхней части каркаса. Для монтажа накосных стропил длина стандартного бруса не подходит, поэтому угловые ребра собирают из дерева спариванием внахлёст.
• Рядовые стропила являются центральными и крепятся перпендикулярно к мауэрлату внизу, и к торцу конька – вверху. Для дополнительной прочности крепления используются стяжки или ригели.
• Нарожники – стропила, которые крепятся перпендикулярно к основанию или коньку и параллельно друг другу, по углам вальмы. Нижняя часть нарожников крепится к мауэрлату, а верхняя – к диагональным рёбрам.
• Подкосы и стойки. Стойки устраивают на прогонах с внутренней стороны каркаса вертикально и перпендикулярно. Для укрепления стоек с двух сторон используют подкосы, соединяя их с основанием опоры и боковыми стропилами.
• Шпренгель – деталь, предназначенная для усиления угловых рёбер (накосных стропил). Этот элемент укладывают в углу мауэрлата, соединяя стены углом.
• Конёк – брус, который устраивается параллельно длине основания по центру крыши. Конёк соединяет пары диагональных рёбер, он устанавливается с помощью отвеса и рейки. Его высота зависит от площади основания и длины диагональных рёбер.
• Карнизные свесы находятся ниже уровня мауэрлата не меньше, чем на 60 см.

Для соединения всех деревянных деталей используют металлические уголки, стяжки.

Для устройства вальмовой крыши важно использовать качественную хвойную древесину с достаточной площадью сечения, не меньше 50х150 мм, что должно обеспечивать дополнительную прочность вальмовой крыши.

Как выбрать угол наклона вальмовой крыши?

Как и для любого типа крыш, угол наклона для вальмовой крыши рассчитывается с учётом следующих факторов:

• Климатические условия – среднее количество осадков, ветровые нагрузки, температура;
• Вид кровельного материала;
• Площадь здания и его хозяйственное назначение. Расчёт угла наклона можно производить, опираясь на произведённые замеры: длина и ширина здания;

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.

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.

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.

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.