Вальмовая крыша — стропильная система

Существует несколько вариантов крыш, под которыми можно разместить комфортное жилое помещение. Для того чтобы обеспечить максимальный объём подкровельного мансардного пространства, необходимо подобрать оптимальный угол наклона скатов и не забывать о снеговой и ветровой нагрузке на крышу. Мы рассмотрим наиболее популярные конструкции мансардной стропильной системы в условиях средней полосы.

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.

Особенности конструкции вальмовой крыши

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.
Особенности конструкции вальмовой крыши

Схема вальмовой крыши

Особенности конструкции 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

Особенности конструкции вальмовой крыши

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)

Особенности конструкции вальмовой крыши

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.

Особенности конструкции вальмовой крыши

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.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Узлы стропильной системы мансардной крыши

Узлы стропильной системы крыши представляют собой место соединения отдельных элементов в единую конструкцию, которая позволяет равномерно распределить нагрузку на стены здания. Соединение производится гвоздями, саморезами или болтами с помощью накладных деревянных элементов или металлических угольников и пластин, а также путём соединения в паз. Для возведения двускатной крыши используют следующие основные узлы:

  1. Коньковый узел, обеспечивающий соединение стропильных ног между собой и коньковым прогоном.
  2. Места, в которых ригель связывает стропила для придания большей прочности и жёсткости стропильным фермам.
  3. Точки крепления подкосов и стоек, которые придают дополнительную опору стропилам.
  4. Карнизный узел, в котором стропила крепятся к затяжке или мауэрлату, образуя карнизный свес.
Узлы стропильной системы мансардной крыши

Узловые соединения стропильной системы должны выполняться так, чтобы обспечивалось максимально жёсткое крепление элементов между собой

Читайте также:  Вентиляция в квартире с пластиковыми окнами

Для двускатной ломаной крыши характерным является узел, где соединяются верхняя и нижняя стропильные лаги, вертикальная стойка, ригель и прогон. Такое сложное соединение требует применения врезок, болтов, стальных пластин и строительных скоб.

В самом сложном узле ломаной мансардной крыши соединяются пять стропильных элементов

Узлы стропильной системы мансардной крыши

Наиболее сложным узлом вальмовой мансардной крыши является место соединения боковых или диагональных стропильных ног с мауэрлатом. Боковое стропило в нижней части опирается на угловой брус мауэрлата и на врезанную балку, в другом варианте между врезанной балкой и стропильной ногой ставится вертикальная стойка или шпренгель. Верхняя часть вальмовых стропил крепится к коньковому прогону с помощью болтов или гвоздей.

Угловые стропила вальмовой крыши несут на себе наибольшую нагрузку, поэтому узел их соединения с мауэрлатом нужно продумывать наиболее тщательно

Описанные узлы применяются наиболее часто при монтаже стропильных систем разных конструкций и позволяют осуществить монтаж несущих элементов своими силами. Для эффективной и качественной сборки необходимы чертежи и изготовление шаблонов с выверенными углами стыков и врезок.

Узлы стропильной системы мансардной крыши

Видео: узлы стропильной системы

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Классическая шатровая стропильная система подобна пирамиде: ее вершину и углы соединяют угловые (диагональные) стропила, без которых нельзя построить четырехскатный дом.

Каждое стропило несет одинаково большую нагрузку. Данные элементы – самые длинные в шатровом сооружении, их верхняя часть служит опорой для нарожников.

Последние представляют собой укороченные стропильные ноги, предназначение которых сводится к поддерживанию участка ската между диагональными стропилами и свесом крыши.

Иногда для сооружения конструкции пирамидальной крыши требуются слишком длинные диагональные стропила, за неимением указанных элементов с нужными параметрами их изготавливают путем наращивания.

К примеру, если для стропильной системы нужны угловые стропила длиной более 4,5 метра, то их сооружают из двух брусьев, которые сшивают метровым отрезком такого же материала.

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Видео:

Изначально накосная нога сбивалась из двух досок, используемых для изготовления укороченных стропил.

Сооружая крышу-«конверт» для жилого дома, нужно заранее планировать вентиляцию кровли в виде 2-3 см зазора.

Преследуя данную цель, необходимо правильно выбрать ширину досок, с применением которых будет строиться стропильная система.

Вентиляционный зазор формируется между верхней плоскостью ската и плитами утеплителя, при этом если теплоизоляционный материал имеет толщину 125 мм, то доска должна иметь ширину 150 мм.

Если же толщина приобретенного утеплителя практически соответствует ширине доски, то на стропила монтируется контробрешетка.

Так как диагональные стропила имеют значительную длину, то они могут провисать. Исключить возникновение подобной проблемы можно, если повысить их жесткость посредством монтажа дополнительных опор.

Количество и тип дополнительных поддерживающих элементов зависит от длины пролета, который перекрывает угловая стропилина.

При длине пролета в 7 – 7,5 м достаточно того, что жесткость угловому элементу обеспечивает вверху конструкции подкос.

Конструкция стропильной системы шатровой кровли

Схема каркаса

Если указанное расстояние достигает 9 м, то, помимо подкоса, в нижней части конструкции (четверть длины от крайней точки) монтируется опора из бруса, или шпренгели.

При пролете длиной свыше 9 м дополнительную опору монтируют по центру, и то только в том случае, если перекрытие имеет ж/б несущую основу, на что указывают строительные нормы.

В стропиловке подкосы монтируют под произвольным углом от 450 до 530, а шпренгели и другие вспомогательные опоры – только вертикально.

Материалы, применяемые на стропильную систему крыши

Расчёт материалов для крыши, начинается от определении угла наклона кровли. Больший наклон требует большего количества материалов. Однако нужно учитывать, как в нашем случае и высоту мансардного этажа. А также большой уклон, на грани приемлемого, избавит крышу от снежной нагрузки, такой нередкой на юге Сибири в Алтайском крае. Расчётными данными для подсчёта потребности в брусе и доске являются размеры конструкций и их сечения.

Читайте также:  Бесшумная вытяжка для кухни: обзор моделей

Варианты расчёта потребности в материалах выполняются именно в случае, если известны все параметры возводимых конструкций. А также включая особенности архитектурной формы крыши и мансардного этажа.

Покровный кровельный стройматериал

Одна из главных конструкций дома — это крыша. И крыши двухскатные, и многоскатные бывают во всех отношениях различные:

  • с большим уклоном — крутые,
  • с маленьким уклоном — пологие,
  • многощипцовые и прочие.

Основные сведения

Традиционно в состав рассматриваемой крыши входит 4 наклонных ската. Если основание конструкции имеет форму правильного квадрата, площадь конструкции рассчитывается путем умножения площади одного кровельного ската на 4.

Однако если основание системы имеет вид прямоугольника, то для начала надо определить суммарное значение площадей двух разных прямоугольников, а затем увеличить полученное число в два раза.

Для установления площади кровельного ската, представляющего собой равнобедренный треугольник, необходимо умножить длину основания фигуры на значение ее высоты, а затем увеличить полученное число в два раза.

Евгений Филимонов Задать вопрос При выполнении расчетов вам нужно узнать значение площади карнизных свесов, имеющих форму равнобедренных трапеций. Этот расчет выполняется путем умножения высоты фигуры ровно на 50% значения суммы длин оснований трапециевидной фигуры.

Расчет шатровой кровельной системы может выполняться двумя способами. Первый предполагает расчет с использованием значения высоты конька и длины основания кровельной конструкции. В соответствии со вторым методом расчета необходимо учитывать значение длины диагонального стропильного элемента, а также длину периметра основы.

Помимо этого, в процессе расчета необходимо обязательно обращать внимание на параметры разнообразных дополнительных компонентов, входящих в состав кровельной конструкции.

К числу таких элементов относятся:

  • диагональные стропильные ноги;
  • лежни;
  • опорные брусья;
  • стойки;
  • мауэрлат и пр.

Расчет конструкции

Для того чтобы построить четырехскатную крышу, необходимо выяснить массу конструкции, площадь, количество требуемого материала, приемлемый угол и т. д. Если вы составили чертеж, то для проведения точных расчетов выводятся следующие моменты:

  • все значения – основания, толщина мауэрлата:
  • высота подъема конька;
  • длина и ширина всех свесов;
  • шаг и толщина стропил;
  • шаг и толщина досок обрешетки;
  • сорт древесины;
  • тип местности.
Расчет конструкции

Чтобы выяснить какая нагрузка предстоит на несущие стены, нужно воспользоваться онлайн-сервисом в интернете.

Онлайн-калькуляция для четырехскатных крыш происходит быстро, и вам точно скажут — правильно ли вы хотите подобрать материал, сколько лучше использовать стропил и т. д. К тому же вам объяснят какой материал лучше подходит в вашем регионе, какой выбрать угол для вашей местности. Для онлайн-расчетов используются данные СНиП – «Нагрузки и воздействия».

Расчет шатровой стропильной системы

Рекомендуем к прочтению:Стропильная система четырехскатной крыши. Изучаем подробно!

Избежать ошибок и выполнить все расчеты помогут следующие замеры:

  • длина карнизного свеса;
  • основные параметры скатов (угол наклона, длина, ширина);
  • тип формы основания,
  • ширина и длина основания крыши.

Когда все расчеты выполнены, следует сделать чертеж стропильного комплекса. Как правило, для этого можно использовать специальный он-лайн сервис, с помощью которого можно сделать правильные расчеты кровельного материала.

Если же вы обратились за помощью к специалистам, проектирование будущей конструкции начинается с выполнения чертежа, а именно нанесения контуров строения. При выполнении чертежа крыши высота конструкции не зависит от высоты стен, однако, этот параметр следует учитывать при расчете снеговых и ветровых нагрузок.

Расчет шатровой стропильной системы

Для информации! При небольшом угле наклона существует риск застоя осадков на всей плоскости крыши. Специалисты рекомендуют применять угол наклона  30-60 градусов.

Более подробно о том, как самостоятельно выполнить расчеты стропильной системы шатровой крыши можно из видеоролика.

Расчет стропильной системы выполняют при помощи теоремы Пифагора. Если основание конструкции имеет квадратную форму, скаты будут, как равнобедренный треугольник с одинаковым углом наклона и их размерами. Для упрощения задачи рекомендуется выполнить расчет стропил на одном элементе и перенести полученные данные на оставшиеся фрагменты комплекса.

Читайте также:  Особенности вентилирования архивных помещений

Шатровая конструкция предполагает слишком большой расход строительных и кровельных материалов, т.к. при выполнении работ необходимо будет выполнить большое количество резов. Однако, эта качественная и надежная крыша сможет защитить дом от различного воздействия внешней среды, а ее оригинальный вид будет привлекать внимание окружающих.

Выбор материала

Конструкцию крыши делают из лиственницы или сосны. Для жилых домов предпочтительно приобретать древесину первого сорта, для хозяйственных построек – второго или третьего. Нежелательно для каркаса использование бруса с сучками и трещинами. Все заготовки следует обработать антисептиками. Размеры сечений досок:

  •  Мауэрлат, конек, стойки, шпренгель – 100х100, 100х150, 150х150;
  •  Затяжки, кобылки – 50х100, 50х150;
  •  Обрешетка и ветровая балка – 20х100, 25х150.

Количество материала рассчитывается по формулам. Получив результаты вычислений, стоит приобретать доску с небольшим запасом. Для сплошной обрешетки используют фанеру или ОСП толщиной 12–15 мм. На нее крепят большинство видов кровельного материала: ондулин, металлочерепицу, профнастил.

Как рассчитать шатровую крышу

Исходим из того, что крыша имеет четыре одинаковых ската, т.е. четыре конгруэнтных треугольника.

  • Длина центрального стропила определяется по формуле прямоугольного треугольника, где центральное стропило является гипотенузой, известный катет – половина длины стены дома, α – угол наклона ската:

C = а/2 * cos α

  • Длину накосного стропила определяем по теореме Пифагора:

Один из катетов – а/2, второй – C.

L (длина накосного стропила) – корень квадратный из суммы квадратов а/2 и C;

  • Высота крыши (центральной вертикальной стойки) определяется тоже по теореме Пифагора:

Гипотенуза – C, известный катет – а/2.

Высота H – корень квадратный из разности квадратов C и а/2;

  • Площадь одного ската высчитывается по следующей формуле:

S=C * а/2.

Примеры:

  • Шатровая крыша для дома 9 на 9, угол 45 градусов. С – 6,4, L – 7,84, H – 4,55, S – 28,8, суммарная площадь покрытия – 115,2.
  • Шатровая крыша для дома 10 на 10, угол тот же. C – 7,14, L – 8,71, H – 5,1, S – 35,7, суммарная – 142,8.

Шатровая крыша яндовая, правильная конструкция: сам эркер представляет собой половину шестигранной призмы. Шатровая крыша для него – больше половины шестигранной пирамиды. Длины ребер и площадь покрытия определяются в зависимости от угла наклона основного ската, к которому примыкает яндовая крыша.

На основании расчета составляется чертеж шатровой крыши.

Нюансы, которые следует учитывать

Чтобы изготовление крыши было выполнено правильно, нужно соблюдать такие правила:

  1. В процессе сооружения коньковой системы и стропил следует использовать одну и ту же породу дерева.
  2. Промежуточные рейки должны иметь сильный уклон, поэтому их минимальный размер составляет 150х50 мм.
  3. Элементы небольшой длины закрепляются к деталям стропил, которые размещаются по углам. К коньковой рейке крепить короткие детали не допускается.
  4. В конструкции нужно использовать промежуточные стропильные ноги, которые размещаются в центральной части изделия. Они крепятся на коньковой рейке.
  5. Данные элементы обязательно нужно упереть в верхнюю часть обвязки и в коньковую рейку. Чтобы выполнить установку самостоятельно, понадобится представить себе каркасную конструкцию и подготовить чертеж.

Монтаж стропильной системы шатровой крыши.

Нюансы, которые следует учитывать

Важно учитывать и следующие нюансы:

  1. Конек должен быть несущей осью.
  2. В качестве силовых компонентов стропильной системы будут использоваться накосные рейки, одна часть которых должна выступать за пределы частного дома, а другая — закрепляться на коньке.
  3. Центральные стропильные ноги нужно зафиксировать на концах конька и вывести на все стенки.
  4. От конька должны отходить промежуточные стропильные ноги.

Элементы, которые надо подготовить для того, чтобы соорудить шатровую крышу своими руками:

  • лобзик;
  • молоток;
  • саморезы;
  • дрель;
  • бруски и рейки;
  • кровельный материал;
  • скобы из металла (можно изготовить самостоятельно из прутка 9-10 мм).