Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Марина 29.03.2019 Оформление дома Leave a comment 1,693 Views

Выбор материала для стропильной системы

До того как начнется сборка конструкции, требуется обратить внимания на качество используемого сырья, которое будет применяться для изготовления основных несущих элементов, ведь на них будет сосредоточена вся весовая нагрузка. В жилых домах предпочтительней использовать древесину первого сорта, в сараях, времянках и прочих хозяйственных постройках подойдет второй и третий сорт.

Заготовки с дефектами (сучками, трещинами) лучше отложить для запаса или вообще не использовать.

По ГОСТу допускается наличие 3 здоровых сучков на один погонный метр. Наличие небольших поверхностных трещин допустимо, если их количество невелико.

Деревянные несущие элементы должны быть толщиной минимум 5 см, максимальная длина 6.5 м. Если длины материалов не хватает, их можно соединять специальными пазами или с помощью накладок.

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине. 

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Как выбрать тип стропильной системы для 4-скатной кровли?

При отсутствии центральной опоры кровли, выбор делается в пользу висячей стропильной системы. Если для каждой стропилины можно найти верхнюю и нижнюю опоры, то следует выбрать наслонную конструкцию. Этот вариант проще и доступней для непрофессиональных мастеров. Нужно лишь запомнить два главных условия: при жестком креплении низа и верха стопил, необходим усиленный мауэрлат, так как на него передается распор; при шарнирном креплении или полужестком соединении (например, верх шарнирный, а низ – жесткий или наоборот), мауэрлат усиливать не нужно:

Выбор одного из видов четырехскатной кровли должен быть обусловлен формой самого дома. Для квадратных домов возводятся шатровые стропила, для прямоугольных – вальмовые. Также, можно встретить сложные многоскатные крыши комбинированного вида, которые содержат и вальмовые и шатровые элементы.

Читайте также:  Делаем забор из металлопрофиля самостоятельно

И вальмовые и шатровые конструкции сохраняют основные функции двускатной кровли (например, возможность обустройства мансарды) и смотрятся очень эстетично:

Модифицированная двухскатная кровля мансарды для компактных домов

Архитекторы отличаются тем, что в своих проектах нередко неожиданно объединяют конструкции и получают интересные решения. Представьте теперь, как можно соединить двухскатную крышу и полноценный второй этаж. Именно так и сделал всемирно известный архитектор-постмодернист Фрэнк Райт. Многим известно его крылатое выражение: «Крыша – это символ дома».

Многих читателей при выборе проекта для строительства крыши привлечет дом Фрэнка Райта в стиле шале с очень интересной мансардной крышей, который он спроектировал для одного из своих клиентов. Это компактное строение имеет полноценные жилые помещения на первом и втором этаже, а также террасу с уличным камином. Проект и конструкция крыши вполне подойдет для загородного дома или дачи. Вертикальное расположение окон мансарды и козырьки защищают их от солнца и осадков.

Подобные выносные конструкции крыши могут быть одно- и двухсторонними. Особенностью дома-шале является, прежде всего, технологичность постройки. Фактически речь идет о возведении двухэтажного дома, к которому удачно пристроена кровля. Первый этаж представляет собой фундамент, собранный из дикого камня, второй этаж и мансарда сделаны из вручную профилированного бруса. Если всмотреться, крыша окажется комбинированной: двухскатная крыша является больше оформительским элементом, а над выносными окнами встроена в общую конструкцию односкатная кровля. Монтаж крыши похожего дома без слуховых окон приведен в видео и отличается технологической простотой.

Подобные конструкции крыши имеют место и в классическом домостроении. Речь идет о двухскатных мансардных крышах со слуховыми окнами. При этом комнаты на втором этаже такого дома будут ожидаемо менее светлыми и просторными.

Расчеты, чертежи, проекты

Перед созданием вальмовой крыши необходимо скрупулёзно рассчитать составляющие её конструкции. Как правильно это сделать? Перед расчётами создаётся схема перекрываемого здания со всеми параметрами. Затем, применяя несложные формулы на базисе теоремы Пифагора, можно вычислять:

Расчеты, чертежи, проекты

Схема с параметрами:

  1. Значение высоты конька. Данные здесь таковы: h = b x tgα/2. Здесь b – это длина конструкции между стропилами с торцевой плоскости. А a – это угол позиции скатов.
  2. Длину стандартных стропил. Данные: e = b / 2 x cosα. Здесь b – та же длина, а – тот же угол, е – длина стандартных стропил.
  3. Площадь скатов. Данные: S = 2ea. Здесь S – общая площадь поверхности скатов, е – тот же параметр из п.2, а – длина между стропилами по длине строения.
Расчеты, чертежи, проекты

Далее предложены наиболее распространённые таблицы и схемы

Длина ДС:

Расчеты, чертежи, проекты

Вальмовая крыша с параметрами:

Эти схемы помогают вычислить длину указанных стропил лишь с наличием данных о параметрах стандартных стропил.

Расчеты, чертежи, проекты

Нужный шаг между стропильными тандемами тоже часто находят в справочниках, опираясь на породу и толщину рабочего материала (дерева) и длину скатов. Результаты расчётов отражаются в чертеже. По нему далее делаем разметку кровли.

Еще очень удобно произвести вышеуказанные расчеты на калькуляторе.

Определение размеров крыши и размеров стропильных элементов

В упрощенном виде, чтобы высчитать размеры и площадь крыши в метрах, достаточно иметь информацию о длине, ширине дома, также потребуются сведения об углах основных скатов. Зная это, несложно вычислить необходимые площади. Однако следует также учесть объем дымоходной трубы, и, если есть, размеры кровельных окон, свесов, парапетов, соединительных элементов кровельного материла. Кроме того, имеющихся данных будет достаточно, чтобы рассчитать размеры элементов стропил, длину и желательную толщину. Потребуются минимальные знания геометрии или онлайн-калькулятор.

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши

Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.

Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.

Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.

Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)

Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Схема с размерами стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.

Устройство стропильной системы

Основой четырехскатной крыши является стропильная система с усиливающими элементами. Однако не менее важны и другие детали конструкции, которые обеспечивают необходимую прочность и надежность.

Опорная балка

Для обеспечения надежного соединения стропил с несущими стенами и равномерного распределения нагрузок монтируется мауэрлат. Это брус или балка, закрепленная на верхней части стен по всему периметру дома.

Устройство стропильной системы

Обычно применяется деревянный брус размером 10х10, 10х15 или 15х15 см. Он должен располагаться строго горизонтально и формировать непрерывную опорную раму.

Накосные ноги

В месте соединения длинных и коротки скатов четырехскатной кровли, с двух сторон дома, устанавливаются наклонные стропильные пары – накосные ноги. Длина стропил в них превышает длину других стропил, формирующих скаты.

Кроме того нагрузка на данный элемент возникает повышенная. С учетом этого, для изготовления ног, как правило, используются спаренные доски. Общий их размер достигает 10х15 или 10х20 см.

Коньковый брус

В вальмовых крышах стропильные ноги в верхней части соединяются брусом, получившим название коньковый прогон или конек. Он обеспечивает жесткость всей стропильной системы и служит верхним упором для стоек.

Устройство стропильной системы

В шатровой конструкции такого элемента нет. Для конька чаще всего применяется брус 10х10 см.

Схема обустройства несущей конструкции

Основу несущей конструкции крыши составляют стропила, которые, по сути, формируют ее силовой каркас. В вальмовых крышах, помимо накосных ног, используется два вида стропил – основные стропильные ноги (пары) и нарожные (укороченные) стропила.

Стропильные пары формируют длинные скаты, опираются внизу на мауэрлат, а вверху в коньковый брус. Их конструкция аналогична стропилам двухскатной крыши.

Нарожные стропила соединяют накосные ноги с мауэрлатом. Выбор сечения стропил приведен выше.

Укрепляющие элементы

Устройство стропильной системы

Стропильная система должна быть прочной и жесткой конструкций. Для укрепления стропил применяются такие элементы:

  1. Стойки – вертикальные брусья, подпирающие стропильную систему и удерживающие ее на нужной высоте.
  2. Шпренгели – наклонные элементы, подпирающие стропила короткого ската.
  3. Лежень – брус, служащий опорой для стоек. Он укладывается на внутренние стены или перекрытие.
  4. Ригель и затяжка – горизонтальные брусья, скрепляющие стропильные пары в верхней и нижней части, соответственно.
  5. Подкосы – наклонные подпорки, упрочняющие стойки. Они служат для увеличения прочности всей конструкции.
  6. Кобылки – доски, формирующие свес.
Читайте также:  Расчет кровли двухскатной крыши — производим правильно

Необходимость дополнительных упрочняющих элементов определяет размер перекрываемого пролета и длина стропил.

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 м2, то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м2, 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: а2+b2=с2. 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.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!