Блиц-советы
- В процессе разметки лучше использовать замерную рейку, а не рулетку, это позволит избежать погрешностей.
- Брус должен быть изготовлен из хвойных пород – это придаст прочность всей конструкции.
- Толщина конькового бруса и стропил должна быть одинаковой.
- Все измерения выполняются по нижнему краю стропил.
- Мауэрлат надо надежно фиксировать и соединять в углах. От этого будет зависеть надежность основания крыши и все ее элементов.
- Если используется сборная щитовая конструкция, то опорные балки не нужны, просто ставятся стойки со стропильным шагом.
- Если стропила изготовлены не из цельного материала, то на стыки необходимо наложить накладки в 1,5 метра и закрепить их в нескольких местах.
- На стропильную систему необходимо уложит следующие слои:
- Пароизоляцию – она крепится к брусьям системы при помощи степлера, а на швы накладывается специализированная герметизирующая лента.
- Утеплитель – его укладывают плотно к брусьям системы снизу вверх. Межу первым слоем и вторым должен остаться зазор в 2 см, чтобы была вентиляция.
- Делается гидроизоляция.
- Монтируется контробрешетка из деревянных планок или брусков. Их сечение должно составлять 5*5 см, если обрешетка состоит из брусков. 20*25 см, если обрешетка делается из деревянных планок. Обрешетка может быть с зазорами или сплошной. Шаг ее буде зависеть напрямую от типа кровельного материала.
- Выбирается тип кровельного покрытия. Лучше всего для этого типа подойдет битумная черепица, шифер, металлочерепица.
- Наружное покрытие.
Функции
Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:
- Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
- Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
- Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
- Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.
Функции стропильных систем
Расчет стропильной системы
Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.
Расчет угла наклона скатов и высоты конька
Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.
Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.
Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.
Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:
- Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
- При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.
Длина стропил
Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.
- Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
- Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
- Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
- Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.
Расчет шага стропильной системы
Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.
Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.
При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:
- Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
- Пенополистирол требует шага в 60 см;
- Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.
На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.
Выбор сечения стропил
В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.
Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:
- Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
- Менее 4 м – 50*200 мм;
- Менее 5 м – 75*175 мм;
- Менее 6 м – 75*200 мм.
При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.
Площадь кровли
Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).
Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.
Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.
Что такое вальмовая крыша и как она устроена
Интересное наблюдение: крыши с четырёхскатной кровлей сразу делают дом дороже. Это любопытное открытие имеет самое простое объяснение: такие дома выглядят более престижно, чем, к примеру, строения с плоской или двухскатной кровлей. Хотя с практической точки зрения это не имеет смысла: по своим качествам такая кровля мало чем отличается от двухскатных, более нам привычных.
ФОТО: pro-dachnikov.comЧетырёхскатные крыши превращают дома в подобие строений Западной Европы
Но если покопаться в психологии потребителей, то окажется, что вальмовые крыши ассоциируются со строениями Европы и картинками ухоженных европейских городов. Да, есть такое дело, но стоит ли так «заморачиваться» со сложной стропильной системой, если это всего лишь внешний вид?
Итак, сначала о том, что такое в прямом смысле слова вальмовая кровля? Это четырёхскатная крыша, в которой два ската имеют форму треугольника, а два – трапеции.
Почему многие застройщики всё-таки решаются устанавливать такие довольно сложные конструкции? Прежде всего – у вальмовой крыши отличная устойчивость против значительной снеговой нагрузки.
ФОТО: moyaokruga.ruТо есть даже высокие сугробы мокрого снега не нанесут такого вреда геометрии кровли, как если бы это была, к примеру, двухскатная крыша
Кроме того, вальмовая геометрия позволяет установит широкие карнизы по всему периметру здания и таким образом защитить стены и фундамент от проливных дождей.
Нельзя не отметить, что четырёхскатные кровли выглядят весьма привлекательно. И, между прочим, если в доме есть мансарда, то с вальмовой конструкцией она выглядит намного интереснее.
ФОТО: loftecomarket.ruМансарда на вальмовой кровле смотрится отлично, и такая конструкция нисколько не мешает комфортному размещению
Но у этой геометрии есть свои нюансы. Именно нюансы, а не недостатки. И, зная такие особенности, всегда можно выгодно их обыграть.
Разумеется, сложная геометрия подразумевает и замысловатую стропильную систему. Для того чтобы собрать такую модель, нужно предварительно произвести сложные расчёты. А это влечёт за собой расходы не только на услуги архитектора, но и на дополнительные элементы кровли, и на помощь профессионалов по строительству.
Так как угол между скатами довольно внушительный, пространство под кровлей сравнительно небольшое. Это, конечно, минус для мансарды, если вы такую задумали.
Плюсы и минусы конструкции
Вальмовая крыша (фото показывает, насколько разнообразные решения можно воплотить в реальность) – сложная в монтаже конструкция, поэтому требует профессионального подхода. К достоинствам вальмовой конструкции можно отнести:
- Высокую устойчивость к природным воздействиям, что объясняется наличием фронтонов и щипцов – они обеспечивают высокую надежность и прочность, защищая дом от воздействия ветра.
- Высокая жесткость конструкции обеспечивается наличием угловых ребер, сходящихся к опорной балке конька.
- Фасады домов с вальмовой крышей защищены от атмосферных осадков благодаря большим свесам по всему периметру здания.
- Четырехскатная крыша – это гармоничное и привлекательное завершение любого загородного дома, который выглядит торжественно и презентабельно.
С другой стороны, вальмовая крыша имеет ряд недостатков. Во-первых, сложность конструкции, которая отталкивает многих от возведения крыши. Во-вторых, это большие затраты на строительные материалы. В-третьих, скаты с четырех сторон приведут к нецелесообразности использования чердачной площади, поэтому если планируется возведение мансардного этажа, данная кровельная система не подойдет.
Устройство шатровой крыши
Шатровая крыша среди строителей рассматривается как вальмовая четырехскатная конструкция, где коньковый узел из линии преобразовался в точку. Идеальная симметрия кровли возможна только на квадратной коробке.
Каркас кровли состоит из следующих элементов:
- Верхушкой крыши является коньковый узел, напоминающий пик. Он образуется на стыке стропильных ног. Поддерживает все элементы вертикальный опорный столб. Ему попадает основная часть нагрузки от кровельного пирога.
- Четыре треугольных ската, как видно на фото, могут лежать под наклоном от 20 до 50о. Опытные строители считают оптимальный угол скатов 40о.
- Каркас стропильной системы удерживает на себе весь вес кровельного пирога и образует форму скатов. Образованные каркасом геометрические фигуры в виде одинаковых треугольников придают шатровой крыше прочность.
- Кровельный пирог состоит из гидроизоляции, контробрешетки, обрешетки и основного покрытия, в качестве которого может быть металлочерепица, ондулин, шифер и другие подобные материалы. При обустройстве теплого чердака, в состав кровельного пирога добавляют слой теплоизоляции и пароизоляции.
- Свесы являются продолжением кровли и выступают за пределы коробки здания, что можно увидеть на фото. Они защищают фасад от осадков. Оптимальная длина свеса считается 400–500 мм.
Вот в принципе и вся схема шатровой крыши.
Совет! В зависимости от планировки шатровую конструкцию изготавливают из наслонных или висячих стропил. Но если угол уклона скатов больше 40о, желательно монтировать висячий тип стропил.
Избегаем ошибок
Как мы уже сказали, сложная конструкция – это одно из отличий, которыми характеризуется вальмовая крыша. Расчет можно выполнить самостоятельно, а можно использовать калькулятор. Если строительство ведется своими руками, то нужно учитывать все особенности стропильной системы вальмовой крыши. Успешность строительства зависит в первую очередь от правильности расчетов, точности разметки и корректного плана. Чтобы сделать крышу надежной, нужно следить за следующими моментами:
- избегать возможных конструктивных ошибок, используя мерную рейку, а не рулетку;
- выполнять разметку осевой линии;
- рейкой выполнять определение размещения остальных промежуточных стропил.
Расчет – важнее всего!
Если возводится вальмовая крыша, расчет играет важную роль. При этом следует соблюдать определенные правила:
- Во-первых, диагональные стропила должны иметь одну длину – от этих показателей зависят свесы кровли.
- Во-вторых, свесы должны выполняться на расстоянии 50-60 см, а если дом построен в климатически сложных регионах, где очень сильны ветровые нагрузки, то свесы могут доходить до одного метра.
- В-третьих, диагональные и центральные стропила должны стыковаться грамотно и внимательно.
Стропила должны быть закреплены анкерными соединениями, что важно для удержания срыва кровли ветром. Установка стоек позволит сделать нагрузку на балки меньше
Если уклон крыши не очень большой, то потребуется усиление крыши при помощи шпренгельных ферм и шпренгелей. Шпренгель – это брус, который укладывается по обе стороны, и сходящийся наверху углами.
Если вам нужна крыша своими руками, вальмовая конструкция довольно сложна в возведении, помните это. Для ее усиления требуется обрешетка, которая выполняется из брусков. Она может быть сплошной или с зазорами. Шаг обрешетки зависит от размера и вида кровельного материала. Популярность вальмовой крыши объясняется ее необычным видом, надежностью, долговечностью и необычностью конфигурации. Если вы планируете возведение мансардного этажа, эта конструкция будет наиболее идеальна. Обтекаемая форма защищает кровлю от ветра.
Преимущества вальмовой крыши
- Профессионально сконструированная и смонтированная вальмовая крыша из-за того, что у нее отсутствуют вертикальные торцевые стены: фронтоны или щипцы, имеет низкое сопротивление воздушным потокам. Поэтому такая конструкция способна наилучшим образом противостоять ураганным ветрам. Она меньше подвержена разрушению в местах карнизных свесов.
- Вальмовая кровля за счет угловых ребер, которые сходятся к опорной балке конька, обладает высокой жесткостью конструкции, в силу чего не подвержена серьезным деформациям.
- Конструкция вальмовой крыши дает возможность устроить большие свесы со всех сторон здания, защищая, таким образом, фасады от атмосферных осадков.
- Четырехскатная крыша делает дом более привлекательным с архитектурной точки зрения. Такие строения приобретают более торжественный и солидный вид.
О конструкции вальмовой крыши
Конструктивно почти все разновидности этого типа кровли имеют общие черты. Пропорции, угол наклона, расположение элементов балочной системы – вот то, что делает окончательный облик различным.
Выделяют основные детали устройства вальмовой крыши:
- мауэрлат – обвязка несущих стен строения, обычно в виде бруса большого сечения, прочно прикрепленного к кладке или панелям стены. На него опираются все балки кровли;
- шпренгель – угловые распорки мауэрлата, усиливающие раму и делающие конструкцию в целом более жесткой и менее восприимчивой к нагрузкам;
- прогон (коньковый прогон, конек) – «хребет» кровли, несущая балка, на которую опираются стропила;
- стойки – вертикальные связи между поперечными балками, усиливающими мауэрлат, и коньковым прогоном. Передают нагрузку от веса кровли и внешних воздействий (осадков, ветра) на несущие конструкции здания;
- диагональные (накосные, косые, центральные) стропила – балки, формирующие и ограничивающие форму скатов кровли. Попарно вместе с мауэрлатом они образуют треугольники (вальмы), попарно с мауэрлатом и коньком формируют трапецивидные скаты. На диагональные стропила опираются укороченные, поддерживающие боковые части крыши;
- промежуточные стропила или просто стропила – наклонные балки, опирающиеся на конек и мауэрлат и образующие несущую часть трапециевидных частей крыши. В треугольных элементах полноразмерное стропило обычно одно или – для полувальмовых кровель – два-три;
- нарожники или укороченные стропила – как понятно из названия, балки с уменьшенной длиной. Они опираются на мауэрлат и диагональные стропильные детали;
- подкосы – усиливающие элементы конструкции, устанавливаемые наклонно. Поддерживают стропила, предупреждают их изгиб при значительной длине и/или нагрузках, малом сечении балок. Использование подкосов не обязательно при небольших размерах строения;
- кобылка – продолжение стропила, удлиняющий его элемент меньшего сечения. Используется для расширения свеса крыши.
Поверх укладывается обрешетка. Выбор шага, сечения и формы доски зависят от того, какое утепление и какой кровельный материал планируется использоваться для кровли.
Как видно на иллюстрации, расположение стропил для полувальмовой кровли немного отличается, но обрешетка точно так же укладывается поверх стропил с выбранным шагом.
Важно: в особенно ответственных зонах стропила могут быть сдвоенными. Это обычно относится к диагональным и центральным.
Расчет диагональных и укорачивающихся элементов
Основным отличием диагональных стропил от промежуточных конструкций является меньший угол уклона. Чтобы установка диагональных элементов к коньку была качественной, используются надрезы с двойным скосом.
Замер длины диагональных стропил начинается в углу здания. Осевая линия стропильной ноги будет являться гипотенузой прямоугольного треугольника, где катеты – осевые линии промежуточных стропил. Для получения длины диагонального стропила по внутренней стороне расчетный показатель умножается на соответствующий коэффициент. Для плотного монтажа стропил в углу дома на диагональной конструкции делается выемка под соответствующий подрез.
Укорачивающие стропила опираются на диагональные элементы. Для расчета их длины тоже используется вышеперечисленная теорема Пифагора. Крепление укорачивающих стропил происходит с одинаковым расстоянием в боковых и торцевых сторонах. Разметочные и расчетные работы осуществляются аналогично, как и при определении длины центральных промежуточных элементов.
В нижней части кровли укорачивающиеся элементы опираются на стену дома или мауэрлат. Для быстрого подрезания концов промежуточных конструкций следует сделать шаблон. Для этих целей лучше всего воспользоваться тонкой фанерой. Заготовки должны быть с прямыми углами и учитывать угол уклона крыши.
Подрезание каждого стропила производится по шаблону. Верхний конец укорачивающихся стропил упирается в диагональную конструкцию. Для увеличения прочности соединяемых элементов происходит монтаж специальных брусков (нарожников) на диагональные стропила.
Вальмовая крыша – это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) – треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза – это вальмовая крыша, если не достают до карниза – полувальмовая.
Крыша дома выполняет двоякую функцию – с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой – она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.
Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.
Внешний вид
Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.
Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:
- Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
- Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
- Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
- Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес вальмовой крыши крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
- Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
- Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.
- Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
- Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.
Конструкция вальмовой крыши, а точнее ее стропильной системы, состоит из такой геометрической фигуры как треугольник, обладающей наибольшей жесткостью и надежностью.
Плюсы конструкции
Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:
- Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
- Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
- Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
- Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
- Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
- Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.
Минусы конструкции
Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:
- Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
- Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
- Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
- Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.
Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса
Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы
