Вальмовая крыша на стропилах — рассматриваем детально

Данный тип кровли обладает четырьмя скатами. При этом для торцовых скатов, называемых вальмами и простирающихся от конька до карниза, характерна треугольная форма. Другие два ската обладают трапецеидальной формой.

Особенности стропильной системы вальмовой крыши

В процессе монтажа кровли подобного типа требуется обратить особое внимание на такой ключевой элемент, как стропильная система. Обустройство стропильной системы вальмовой крыши существенно более сложное и трудоемкое, чем возведение кровли двускатной. Подобные конструкции требуют установления специальных стропил, ориентированных к углам стенок. Упомянутые стропильные ноги носят название накосных диагональных.

Следует отметить, что диагональные стропила существенно длиннее традиционных. На них, в соответствии с проектом, опираются более короткие стропила скатов, называемые нарожниками. По обыкновению, в отличие от стандартных стропил, диагональные должны нести нагрузку значительно (практически в 1,6 раза) большую. Поэтому одним из составных элементов успеха возведения здания с подобной крышей является квалифицированный выбор древесины для стропил. Поскольку обычная длина накосных стропил существенно больше, чем у простых стандартных досок, то упомянутые стропила изготавливаются спаренными.

Расчет вальмовой крыши, предусматривающий спаривание накосных стропильных ног, дает возможность разрешить одновременно несколько проблем.  Прежде всего, подобная методика позволяет получать длинные неразрезные балки. Наличие удвоенного сечения является залогом несения стропильной системой больших нагрузок. Кроме того, сдваивание стропил позволяет полностью унифицировать типоразмеры используемых деталей. Процесс спаривания дает возможность применять для изготовления диагональных стропил те же пиломатериалы, что используются и для стандартных стропил.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши Рекомендуем

  • Четырехскатная крыша – технология устройства и монтаж стропильной системы
  • Мауэрлат – как сделать основание для стропил?
  • Крыша дома – особенности устройства разных систем
Простые и сложные виды вальмовых кровель

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Характеристики вальмовой крыши

Вальмовая крыша наиболее популярна, так как у нее высокие прочностные свойства и характеристики, долгий срок эксплуатации и красивый внешний вид. Вальмовая кровля станет идеальным выбором при устройстве жилого чердачного помещения, так как позволяет в значительной степени упростить процедуру монтирования мансардных окон.

Помимо этого, вальмовая крыша обладает обтекаемой формой. И за счет этого она не так сильно деформируется от ветровых внешних нагрузок, как прочие конструкции.

Характеристики вальмовой крыши

У вальмовой крыши конек не подрывается порывами сильного ветра. И данный показатель идеально подойдет для установки крыши в южных районах с сильными порывистыми ветрами.

Вальмовая крыша имеет четыре ската. Два ската — боковые, как у классической стандартной крыши. И два оставшихся ската расположены между двумя предыдущими. И в отличие от шатровой кровли, у вальмовой не одна вершина, а две. И соединены эти вершины между собой коньком. Вертикальные фронтоны наклонены в виде треугольных скатов. Их называют вальмами.

Вальмовая кровля состоит из следующих основных узлов:

Характеристики вальмовой крыши
  • Коньковый брус. Данный элемент является самой верхней точкой крыши и её основной несущей осью. В данном месте соединены все грани. При возведении вальмовой кровли чаще всего центр конька будет совпадать с центром кровельного покрытия.
  • Угловые стропила. Как правило, стропильные ноги выступают базовыми силовыми деталями и соединяют коньковый брус и углы всей постройки. Вырезают их из досок, толщина которых должна быть равна толщине конька. Стропильные ноги одним концом закрепляются к коньку, а вторым — заходят за границы каркасного дома.
  • Короткие стропила. Бывают различными по длине, но выходят обязательно под одним углом. Их количество будет зависеть от площади крыши. Стропила короткого типа соединяются одним концом специальными угловыми стропильными ногами. А другим концом опираются на мауэрлат либо угол дома, и к коньку не закрепляются.
  • Рядовой каркас. Промежуточные центральные стропила устанавливаются на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены дома. Всего их шесть, с каждой стороны – по три штуки.
  • Промежуточный каркас. Стропила промежуточного типа начинаются на коньке, а второй частью опираются на мауэрлат. И на вальмах они не устанавливаются.
Читайте также:  Кондиционирование и вентиляция серверных помещений (ЦОД)

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

Возведение дома начинают с оформления проекта. Самостоятельная разработка чертежа невозможна без:

  • изучения технологии строительства;
  • расчета ферм.
Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

Факторы, влияющие на выбор:

  • угол наклона скатов;
  • материал вальмовой кровли;
  • вес «кровельного пирога»;
  • ветровые и снеговые нагрузки;
  • сейсмическая опасность;
  • габаритные размеры коробки дома, наличие внутренних несущих перегородок, колонн;
  • планирование организации мансардного помещения.

Уклон скатов определятся не только из эстетических соображений. Важно найти золотую середину между положительным визуальным восприятием и сохранением надежности, функциональности конструкции. Величина угла тесно взаимосвязана практически со всеми вышеуказанными факторами:

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы
  • Применение всех видов кровельных материалов ограничено диапазоном этого параметра.
  • Чем меньше угол наклона, тем незначительнее воздействие ветровой нагрузки.
  • Увеличение до 45-60° гарантирует самостоятельный сход осадков. Воздействие снежного покрова минимизируется.
  • Уменьшая угол наклона, получаем снижение площади и веса всей системы. Падает расход тепловой энергии для прогрева чердачного пространства.
  • Организация мансардного этажа маловероятна при малой величине наклона.

Виды стропильных ферм

1. Наслонная – конструкция вальмовой крыши выполняется с опорой на:

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы
  • внешние стены (мауэрлат);
  • прогон (коньковый);
  • на внутренние несущие перегородки, колонны внутри дома через лежень.

Распределение нагрузки происходит за счет установки дополнительных стоек под коньковый брус. Лежень разделяет давление по всей поверхности внутренней перегородки (колонны).

2. Висячая – применяется для строений с максимальным размером фундамента до 6 ~7 метров. Стропилы опираются на стены. Распределение нагрузки с помощью стоек, затяжки, ригеля, подкосов. Для вальмовых крыш такой вид редко используется.

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

Инструкция по расчету стропильной системы

Выполнение чертежа четырехскатной крыши невозможно без совершения математических расчетов.

1. Размер прогона – определяется исходя из габаритов дома. Стандартное решение: длина за минусом ширины. Середина конькового бруса расположена четко над пересечением диагоналей основания. Линия прогона параллельна фронтальным стенам.

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

2. Высота конька: Н = b х tgα. b – половина длины торцевых стен дома, α – уклон скатов. Числовое значение тангенса определяется по таблице Брадиса.

3. Размер центральных и промежуточных стропил ската: = √( Н² + b²).

4. Длина центральной стропильной ноги вальмы: = √( Н² + b²). При нестандартном выборе размера конька величина b определяется как половина разницы длин дома и прогона.

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы

5. Размер диагональных элементов: = √ (² + b²).

6. Вычисление длин нарожников – используется свойство подобных треугольников. Если углы равны, по одной из сторон выполняется пропорция длин, то будет соблюдаться соотношение остальных составляющих фигуры: D = 3/4 C, значит: Lнар = х 3/4.

7. Расстояние между стропилами зависит от выбора:

Инструкция по выбору и расчету стропильной системы
  • Размеров сечения, качества древесины. Чем слабее материал, тем меньше должен быть шаг.
  • Наличия, вида теплоизоляционного слоя – определяется удобством монтажа утеплителя (60-120 см).
  • Кровельного материала, его веса и геометрии. Чем больше общая масса, тем меньше шаг. Как и с теплоизоляцией, учитывают размеры листа.

Минимальный шаг между фермами – 60 см, максимальный – 2 метра.

8. Формирование и расчет свесов зависят от предпочтений жильцов и высоты дома. Минимальный размер для 1-этажного строения – 500 мм. Задача – защитить стены от атмосферных осадков.

Вальмовая кровля своими руками

Расчёт основного эскиза

Примечание. Будет рассмотрен вариант традиционной (классической) вальмовой крыши с углом 45° к горизонту и вертикали. Монтаж потребует развитых навыков плотника.

Классическая вальма с опорной стойкой a = b: 1 — коньковый прогон; 2 — высота чердака; 3 — центральная стойка (бабка); 4 — скат вальмы; 5 — ряд нарожников; 6 — точка проекции соединения ребер и конька; 7 — лежень; 8 — балка перекрытия (затяжка)

Внедрение вальмы в двускатную крышу подразумевает устройство дополнительных коньков для этого ската. Их называют рёбрами или накосными стропилами. Остальные стропила вальмы называются нарожниками. В соответствии с законами геометрии, длина нарожников будет зависеть от высоты чердака (при соблюдении угла в 45°).

Отталкиваясь в расчётах от показателя в 45°, можно легко рассчитать основные пропорциональные размеры крыши. Самый важный момент при создании эскиза и переносе его на местность — точка проекции сочленения рёбер и конька (далее — точка проекции).

Порядок работы

1. Установить мауэрлат на армопояс при помощи анкеров на глубину не менее 1,5 толщины мауэрлата. Врубка углов — в полдерева.

2. Установить лежни и подготовить затяжки.

3. Обозначить точки проекции и установить на них опорные стойки (с запасом по высоте) строго вертикально на прочных временных подкосах.

4. Определить высоту конька относительно неподвижной горизонтальной плоскости — перекрытия или армопояса, разметить и подрезать стойки по высоте.

5. Соединить стойки коньковым прогоном (доска) с надёжной завязкой и раскрепить центральную раму* откосами и обвязками.

6. Установить стропильные ноги двух параллельных скатов в соответствии с проектом. Раскрепить временной обрешёткой и установить подстропильные затяжки (ригели).

7. Если расстояние между опорами накосной стропилы более 2,2 метра, под неё устраивается промежуточный упор, который называется шпренгель. Это вертикальная стойка, установленная на горизонтальную балку, закреплённую к мауэрлату.

8. Подрезать по месту, установить и раскрепить рёбра вальмы. Подразумевается, что устройство свеса крыши утверждено.

Читайте также:  Монтаж забора из профлиста: алгоритм и «подводные камни»

9. Смонтировать к рёбрам вальмы накосные стропила основных параллельных скатов.

10. Установить нарожники вальмы, надёжно скрепляя все узлы доступными способами — саморезы, турбовинты, резьбовые затяжки. Под каждую стропильную ногу необходимо делать врубки в мауэрлат.

11. Если проекция рабочей части стропил имеет длину более 1,5 м, необходимо установить промежуточные стойки.

* Центральная рама — условное название (ряда) стоек, конькового прогона и лежня, связанных между собой дополнительными тягами и откосами.

Вальмовая кровля имеет два распространённых частных случая. Обе разновидности некоторым образом влияют на конструкцию узла сочленения конькового прогона и накосных стропил.

Случай первый. Шатровая крыша

Это разновидность кровли, состоящей из четырёх вальм, т. е. она не имеет параллельных пар скатов разного размера. Все скаты абсолютно одинаковы. В основном такие крыши применяют на беседках или башнях. Ход работы будет состоять из пунктов 2,3,7,8,9 предыдущей инструкции. Из-за своего небольшого размера и конструктивной жёсткости их можно изготовить на полигоне или в цеху и затем смонтировать краном.

Случай второй. Вальмовая кровля без внутренних опор

Этот вариант подойдёт в случае, если необходимо максимально задействовать чердачное пространство, например, в коммерческом строительстве. В этом случае угол ската вальмы лучше сделать более пологим — 22,5° или менее к вертикали, опущенной на точку проекции или 67,5° и более к горизонту. Это необходимо для того, чтобы избежать избыточной снеговой нагрузки.

Данный вид кровли делает полезным до 90% пространства перекрытия. При этом её монтаж требует большого опыта и смекалки. Вся суть возведения этого вида стропильной системы сводится к строительству на временных опорах, которые демонтируются после окончательного раскрепления. Рама держится за счёт жёсткости и равномерного напряжения всех элементов — такая кровля из профильной трубы на порядок надёжнее деревянной.

Особое значение при создании безопорной вальмовой крыши имеет чистота подгонки (точность врубки) элементов и надёжность соединений. Здесь необходимо максимально применять металлические элементы, клей и резьбовые тяги.

Подготовка схемы крыши

Схема крыши может быть разной — это будет зависеть от фантазии и возможностей владельца дома, а также от расположения стен постройки. При составлении схемы нужно учесть и то, что чем сложнее будет конструкция крыши, тем больше материала для нее понадобится, а также дольше будет длиться монтаж системы.

Если конструкция будет очень сложной, то лучшим вариантом будет обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут правильно рассчитать толщину и количество необходимых для надежности системы элементов. Конечно, на составление такого проекта уйдет какое-то время и будут потрачены определенные финансовые средства, но лучше воспользоваться разработкой специалистов, чем действовать наугад и получить ненадежную конструкцию.

Виды вальмовых крыш

Стропильные системы в этих видах крыш выполняются в различных вариантах. Например, если вальмовый скат не доходит до конька, вследствие чего наверху образуется вертикальный маленький фронтон треугольной формы, то такая крыша носит название – голландская.

Виды вальмовых крыш

Голландская вальмовая крыша

Также выделяются шатровые кровли. У них все четыре ската одинаковой формы, а боковых фронтонов в таких конструкциях попросту нет. Вальмы в этом варианте представляют собой треугольные поверхности, уклон которых выполнен под одним углом с другими скатами. Как правило, используются такие системы для строений, имеющих в проекции площадь в форме квадрата. В группе вальмовых крыш есть полувальмовые мансардные кровли, четырехскатные, щипцовые, многощипцовые и двухскатные.

Виды вальмовых крыш

Кроме этого, существуют ломаные кровли, состоящие из скатов различных размеров, угол наклона у которых разный. Подобные конструкции весьма сложны в устройстве, также сложно произвести и их расчет. Поэтому встречаются они нечасто, но нужно заметить, что они имеют очень привлекательный вид. Оценить эффектность крыш с ломаной конструкцией стропильной системы вы можете на видео, где также рассказывается об особенностях их сооружения.

Вальмовая крыша

Важными в чертежах четырехскатной вальмовой крыши являются узлы соединений основных элементов конструкций:

  •  Крепление диагональных и рядовых стропил к мауэрлату;
  •  Соединение концов конька с балками;
  •  Крепление кобылки к стропильной ноге. При ее отсутствии – детализация на чертеже запила доски для соединения с мауэрлатом.
  •  Установка нарожников.

Следующим этапом в проектировании четырехскатной вальмовой крыши будет нанесение слуховых или мансардных окон, отверстий вентиляционных труб, дымоходов на чертеж. Эти проемы в каркасе обрамляют деревянными брусками. Кровля укладывается на «пирог» из теплоизоляции. На балки натягивается пароизоляционная пленка, поверх нее устанавливают крепление обрешетки. Укладывается утеплитель, а следом за ним – рейки контробрешетки. Завершающий этап зависит от кровельного материала.

Конструкция

На четырехскатную крышу здания помимо постоянной нагрузки от кровли, каркаса и утеплителя воздействует ветер и осадки. От максимального количества снега, выпадающего зимой в регионе строительства, зависят такие показатели:

  •  Тип кровельного материала, следовательно, и вид обрешетки;
  •  Размер сечения бруса;
  •  Количество поддерживающих элементов в конструкции.

Расчет постоянной нагрузки G на четырехскатную крышу производится путем сложения веса всех материалов в кровельном пироге на 1 кв.м. Полученное значение по СНИПу необходимо умножить на коэффициент 1,1 для запаса прочности.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W=Wo×k×с,

где Wo – ветровое давление, которое можно взять из справочника для определенной местности;

Вальмовая крыша

k – коэффициент, учитывающий изменение по высоте ветрового давления;

с – коэффициент аэродинамический (принимаем равным 0,8).

Формула расчета снеговой нагрузки представляет собой значение из справочника для города постройки, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона скатов. Дальнейший расчет покажет подходящее сечение балки для каркаса четырехскатной вальмовой крыши, а также необходимость укрепления конструкции дополнительной опорой.

Читайте также:  Включаем кондиционер на тепло с помощью пульта, панели и телефона

Полученные нагрузки стоит сложить и умножить на грузовую площадь стропильной ноги. Чтобы узнать линейную распределенную нагрузку по длине балки, необходимо будет поделить полученное значение суммарной нагрузки на длину элемента.

Расчет площади скатов вальмовой крыши

Чтобы составить смету кровли, необходимо знать, сколько понадобится материала. Для этого «разбивают» четырехскатную крышу на плоские геометрические фигуры и вычисляют площадь каждой из них. Исходные данные берут из чертежей: высоту конька или углы наклона, расстояние между стеной и свесом, габариты здания.

Для простой шатровой четырехскатной крыши делают расчет площади одного равнобедренного треугольника и умножают полученное значение на 4. Следует учитывать, что посчитать площадь от конька до карниза на чертеже с точностью до – невозможно. Расчетами определяют приближенное количество материала.

В примере ниже чертеж и расчет четырехскатной шатровой крыши с длиной свеса крыши в 1 метр, углом уклона 50°для здания со стенами размерами 5,25м.

Расчет вальмовой крыши: особенности конструкции и расчета на калькуляторе

Если вы собрались строить дом, и рассчитываете свои финансы, то не помешает хотя бы примерно узнать, сколько потребуется материала. В этой статье мы расскажем, как правильно рассчитать площадь кровли четырехскатной крыши, и чем в этом может помочь онлайн калькулятор.

Расчет вальмовой кровли начинается с уточнения длины стен дома Источник

Особенности вальмовой крыши

Подобный вид кровли отличается отменными эксплуатационными характеристиками, но сложностью устройства. Конструкция составляют четыре стороны – две торцевые, имеющие форму треугольника, и боковые, напоминающие трапецию. Верхушка их соединена коньком, а бока – вальмовыми ребрами. Относительно основания, поверхности имеют одинаковый угол. С учетом ваших предпочтений, кровля может обладать карнизным свесом.

Правильный расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши может сделать исключительно специалист, но предварительные «прикидки» можно сделать с помощью онлайн калькулятора.

При расчете применяются данные длины скатов, стен и верхнего конька Источник

Несмотря на сложность расчетов и сооружения, вальмовая крыша относится к наиболее популярным конструкциям. Это обусловлено рядом преимуществ:

  • Жесткостью конструкции
  • Обтекаемостью покрытия
  • Отсутствием фронтонов

Существуют и определенные недостатки:

  • Многочисленные отходы материалов
  • Сложность проведения расчетов
  • Требуются специальные навыки при установке

Учитывая, что достоинств значительно больше, а трудности вас не пугают, калькулятор кровли четырехскатной крыши поможет выполнить примерные предварительные расчеты. По их результатам уже можно сформировать чертеж с визуализацией предпочтений.

Выполняем калькуляцию

Расчет площади кровли четырехскатной крыши основан на сумме площадей трапециевидных сторон и 2 треугольников с равными бедрами. Для выполнения расчетов вальмовых скатов можно воспользоваться формулой равнобедренного треугольника. Чтобы узнать площадь трапециевидных сторон, потребуется формула вычисления площади трапеции, которая и заложена в калькулятор вальмовой крыши.

Для расчета площади сторон крыши применяются стандартные геометрические формулы Источник

В базе калькуляторов находится информация о наиболее популярных кровельных материалах. Для получения результата достаточно отметить:

  • параметры основания кровли;
  • предполагаемый шаг стропил;
  • предпочитаемый кровельный материал;
  • сорт и размеры древесины, которая будет использована для создания обрешетки;
  • регион строительства.

Система самостоятельно проведет полный расчет кровли четырехскатной крыши, и выдаст готовый результат.

При выполнении вычислений учитывается метеорологическая обстановка района застройки. При этом исследуется интенсивность осадков, а также скорость ветра и сила его потоков. Но надо учитывать, что все формулы калькуляторов, соответственно, и заложенные погрешности, находятся внутри интерфейса, поэтому дать гарантию точности не сможет ни одна онлайн-считалка.

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость вальмовой кровли, воспользуйтесь следующим калькулятором:

В отчете нашего калькулятора содержатся следующие позиции:

  1. Крыша. Исходя из заданных требований, калькулятор порекомендует оптимальный угол наклона стропильной системы. Кроме того, определяется количество требуемого рубероида, а также масса кроющего материала.
  2. Стропила. Выдается оптимальная длина стропил, учитывая свесы, и необходимое количество для сооружения кровли.
  3. Обрешетка. Калькулятор определит количество рядов, требуемое для создания обрешетки на указанной площади, также необходимый объем других пиломатериалов.

Для получения правильных данных, в поля калькулятора вбиваются все имеющиеся параметры Источник

При проведении расчетов, программой учитываются все детали: параметры крыши, габариты кровельных карнизов, фронтальных свесов. Эта информация поможет выполнить расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом.

Черепица

Наиболее распространенный материал при устройстве кровли подобного типа. Черепица бывает цементной, керамической, мягкой битумной, металлической.

Шифер

Применим ко всем видам вальмовых кровель. На выбор вида материала влияет тип чердачного помещения. Если планируется создание мансарды, от металлического шифера (профилированных листов) лучше отказаться. Оптимальным для жилых помещений является еврошифер, состоящий из стеклоткани и битумной пропитки. Минусом его считается только высокая стоимость.

Пример расчетов четырехскатной крыши в видео:

Отправим материал на почту

Кровельщик, строитель с опытом в строительстве 15 лет

Сергей Соловьев

Возведение сложной вальмовой кровли

Каркас сложной вальмовой крыши возводится в аналогичной последовательности, но с небольшими доработками. Например, диагональные стропилины должны фиксироваться более прочным способом, с установкой дополнительных опор. Коньковая часть устанавливается после монтажа опорной рамы, включающей в себя лежень внизу и коньковый прогон сверху.

Возвести стропильную систему вальмовой крыши намного труднее, чем обычную двускатную конструкцию. Однако четырехскатная крыша выглядит более привлекательной и над домом, и над легкой постройкой.

Возведение сложной вальмовой кровли

Испытав свои силы при возведении вальмовой крыши над беседкой или другим бытовым строением, можно добиться хорошего результата в самостоятельном строительстве четырехскатной крыши над жилым домом.