На что опирается вальмовая крыша
Стропильная система вальмовой крыши: специфика устройства и описание процесса монтажа
Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.
Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.
Содержание
Характерные особенности вальмовых крыш
Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.
Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.
Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.
По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».
В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.
Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.
Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т.к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.
Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.
Направление установки стало причиной получения второго технологического названия — «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.
Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:
Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.
Диагональные стропильные ноги
Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.
Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:
Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.
Опоры для диагональных стропилин
Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.
В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:
Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.
С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:
Нюансы опирания накосных стропилин
Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:
Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.
Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.
Нарожники и способы их устройства
Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.
Монтаж нарожников может производиться:
Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.
Элементарная вальмовая стропильная система
Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.
Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.
Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.
Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.
Этап 1: Моделирование и проектирование
Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.
Инструкция для упрощенного проектирования:
По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.
Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.
Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши
Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.
Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:
Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.
Этап 3: Сооружение вальмовых скатов
Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:
По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.
Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.
По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.
Строительство сложных вальмовых крыш
Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.
Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.
Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:
Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.
Как правильно крепить стропила вальмовой крыши?
Вальмовая крыша – одна из самых красивых и сложных в строительстве, но при этом одна из самых надежных. До сравнительно недавнего времени она массово встречалась только в западной и европейской архитектуре, а теперь все чаще появляется среди российских загородных домов.
В чем сложность ее архитектуры? Прежде всего, в технологии правильного крепления стропил вальмовой крыши, чтобы те в итоге образовали собой идеальную геометрическую фигуру. Если этого не произойдет — все усилия пойдут прахом. Для сравнения, работать с двухскатной и односкатной крышей куда проще.
И даже если вы не собираетесь собственноручно устанавливать для вальмовой кровли стропила и вообще мало что понимаете в кровельных работах, все равно рекомендуем внимательно изучить эту технологию. Тогда вы сможете спокойно контролировать строительные работы на вашем участке, будете понимать, не халтурят ли рабочие и действительно ли готовая крыша не будет нуждаться в ремонте в первый же год эксплуатации.
Содержание
Виды стропильных систем вальмовой крыши
Четырехскатная или вальмовая крыша даже на сегодняшний день в Европе встречается чаще, чем другие виды. Это легко объяснить тем, что такая конструкция надежна, долговечна и просто красиво выглядит. Её главное преимущество состоит в том, что сглаженность форм со всех четырех сторон позволяет крыше быть устойчивой ко всем видам атмосферного воздействия. А удачное распределение нагрузок, благодаря наличию диагональных стропил, создает высокую устойчивость всего каркаса к деформациям.
Среди недостатков стоит упомянуть сложность расчета, монтажа и то, что пространство под крышей будет ограничено четырьмя скатами, а при желании обустроить там комнату необходимо будет установить мансардные окна и вертикальные стены из гипсокартона.
Сам стропильный вальмовый каркас – это конструкция из двух пар стропил, которые установлены по диагонали от конька до нарожников и шпренгелей, для которых они служат опорой:
Конструкция, в которой скаты занимают всё пространство крыши, называется вальмовая чётырехскатная.
А при установке стропил на вальмовую крышу с укороченными скатами торцов, получаем конструкцию, которая имеет ряд преимуществ и уже называется полувальмовой или голландской кровлей. Она дает возможность установить на торцах дома не мансардные, а стандартные фасадные окна, на которых не скапливается снег, на них не давят потоки дождя, да и по ощущениям вертикальные окна для многих более комфортны, чем “падающие”. Такая кровля обладает высокой ветроустойчивостью за счёт отсутствия острого выступа и более оригинальным внешним видом.
Те же треугольные скаты, но с небольшим фронтоном у конька — это уже датская полувальмовая крыша. Её преимущество – естественное освещение в достаточном количестве без установки мансардных окон. Датская крыша еще более непривычна для российских широт, чем вальмовая, но на практике оказывается едва ли не самой практичной из всех похожих вариантов.
А вот для домов с квадратным периметром подойдет шатровая крыша. В отличие от классической вальмовой кровли, у которой есть два торцевых ската треугольной формы и два боковых ската в форме трапеции, шатровая выглядит как четыре треугольника с равными сторонами, которые соединены в верхней точке. У такой кровли конструкция стропил еще более сложная. Стропильные ноги у шатровой конструкции длиннее рядовых балок, а между ними крепятся короткие стропила (нарожники).
Кроме четырехскатной вальмовой крыши, существуют и другие разновидности. Например, ломаная или мансардная вальмовая кровля. Монтаж её довольно сложен, но в результате получаем дополнительное пространство и видовую мансарду. Четырехскатную ломаную крышу можно увидеть в китайских пагодах, в традиционных японских и корейских сооружениях.
Кроме этих разновидностей стоит упомянуть многоскатную вальмовую крышу. Из названия понятно, что такая конструкция имеет больше четырех скатов. Строится она скорее из эстетических, а не практических соображений, поскольку расчет и монтаж такой конструкции довольно сложен, а количество отходов при возведении — велико.
Более подробно об этих видах — на видео:
Точный расчет стропильной системы
Перейдем к расчету. Если вы переживаете, что не справитесь, посмотрите на стропильную конструкцию вальмовой крыши на чертеже — вся эта структура подчиняется законам физики и геометрии, и при грамотном предварительном расчете никаких проблем не возникнет. Хорошо, если у вас уже есть определенный опыт в плотницкой работе или хотя бы помощник.
Первым делом для обустройства четырёхскатной крыши важно правильно подобрать и установить все несущие элементы. Ведь в сравнении с другими типами крыш, например с двускатной, количество стропил и других деталей системы четырёхскатной крыши ощутимо больше. И многое зависит от того, какая именно будет стропильная система под вальмовую кровлю – наслонная или висячая.
Наслонная стропильная система подходит для домов с капитальными внутренними стенами, а висячая – для зданий без встроенных промежуточных опор. При монтаже висячей крыши стропила делают упор на фасадные стены дома и, чтобы снять нагрузку с них, необходима затяжка, которая соединит стропила между собой.
Каркас наслонной конструкции не нуждается в затяжке, благодаря чему получается легче и требует меньше материалов. Именно поэтому вальмовая крыша с наслонной стропильной системой встречается чаще.
Но для обоих вариантов важно правильно сделать расчеты. Для этого нужно знать ряд правил:
Все это правильно рассчитать поможет такая схема:
Технология монтажа и важные узлы крепления
Теперь внимательнее рассмотрим узлы крепления стропильной системы вальмовой крыши и их типы, попутно вникая в саму технологию строительства. А также в то, какую роль играет каждый из элементов в общей конструкции.
Шаг 1. Установка бруса мауэрлата
Монтаж стоит начать с установки бруса мауэрлата, оптимальное сечение для которого 10х10 см. Важный момент – крепление, поскольку здесь нужно учитывать материал стен. Если они из кирпича или камня, следует использовать монолитную железобетонную обвязку и при заливке закрепить в ней шпильки резьбой от М12. Для других материалов те же шпильки крепятся при помощи распорных дюбелей. Если же брус не цельный, его элементы рекомендуется тщательно соединить накладными креплениями. Углы обязательно укрепляются металлическими уголками и пластинами.
К мауэрлату стропила крепят традиционно при помощи металлических пластин:
А у конька чаще используют гвозди:
Шаг 2. Монтаж стоек и опорных балок
После установки мауэрлата переходим к установке опорных балок и стоек. Для стоек используют брусья сечением 10*15 см, а для балок подойдет сечение повыше. Для стойкости и долговечности конструкции нужно придерживаться соотношения 1:2 при расчете ширины и высоты соответственно.
Хотя для каркасно-щитовых домов допустимо не использовать опорные балки — монтируются только стропила с шагом, идентичным для стропил. Если же вальмовая крыша монтируется на каркасно-щитовом сооружении, то опорные балки можно не задействовать – достаточно будет стоек, расположенных с таким же шагом, с которым будут устанавливаться сами стропила. А вот как выглядит конструкция вальмовой крыши без стоек на практике:
Самый простой вариант обустройства — конструкция с центральной опорой. Т.к. использование затяжек из-за равной длины стропильных ног затруднительно и «ворует» полезное пространство, в качестве основной опоры можно использовать балку. Монтировать ее стоит в области конька, и именно на неё будут опираться стропильные ноги. Сама балка будет хорошо удерживаться при помощи вертикальных стоек. Важно при этом, чтобы вертикальные опоры балки находились на несущей стене, либо же на очень прочном перекрытии.
А вот для малых площадей, когда пролет крыши менее четырех метров, использование стоек не обязательно, но тогда лучше взять несколько затяжек, хотя это и не рекомендуется.
Для четырехскатных крыш вальмового типа система монтажа схожа, только вместо бруса нужно взять центральную опору или же создать замкнутый каркас из балок и стоек.
Шаг 3. Установка накосных и рядовых стропил
Следующий этап – монтаж стропил. На них будет ложиться большая нагрузка, поэтому необходимо использовать брусья с сечением выше, чем у рядовых стропил. При этом нет четкого порядка по установке стропил: можно начать с рядовых, а потом перейти к накосным.
Помните, что самый важный элемент, который влияет на всю конструкцию – стропильные ноги, которые должны быть цельными. В случае, когда это невозможно, два бруса нужно срастить металлической накладкой размером не менее полутора метра. К слову, про то, как и из чего сделать стропила для вальмовой крыши самостоятельно у нас на сайте есть отдельная подробная статья https://krovgid.com/proekt/raschet-valmovoj-kryshi.html.
Рассчитать размеры стропильных ног можно по специальным таблицам.
Все стропила сверху нужно крепить к коньковому прогону. Он всегда располагается по продольной оси дома. Центральные основные стропила крепят на мауэрлат и края конька, обычно по две штуки на каждый из боковых скатов:
Есть у вальмовой крыши диагональные стропила — особые элементы, которых не встретить в односкатном или двускатном варианте. Другое их название — накосные. От обычных стропил они отличаются большей длиной и тем, что служат опорой также для укороченных стропил, так называемых полуног или нарожников. Ввиду этого накосные стропила всегда несут нагрузку минимум в полтора раз больше, чем обычные. И их нередко делают спаренными, ведь удвоенное сечение способно нести нагрузку больше, балка получается длинной, но не разрезанной, а в ход можно пустить те же доски, что и для обычных стропил.
Накосные, или диагональные стропила, опираются на окончание конькового прогона и угол мауэрлата в количестве четырёх штук. В итоге на каждом из коньков должны сходиться по пять стропил сразу: центральное вальмовое, по два накосных и диагональных.
После чего фиксируем уже промежуточные стропила. Их крепят по боковым скатам, и тоже опирают на мауэрлат и конек. Но здесь уже не ограничено количество — все зависит от шага установки, и порой в крышах с коротким коньком они и вовсе отсутствуют.
Следующий вид — укороченные стропила. Нижним концом они опираются на мауэрлат и накосные ноги. Причем длина таких стропил меняется в зависимости от места монтажа, а количество не ограничено.
И, наконец, нарожники, количество, размеры и расположение которых такое же, как у боковых укороченных стропил.
К самому коньку такие стропила обычно присоединяют при помощи большого количества гвоздей:
При этом гвозди хорошо сочетать с металлическими пластинами:
К слову, за рубежом чаще используют пластины, нежели стропила:
Шаг 4. Усиление имеющейся конструкции
Мы рассмотрели основные стропильные элементы вальмовой крыши, но когда речь идет о большом жилом доме, то в ход идут дополнительные. Они усиливают весь каркас, что лишним не бывает. К ним относятся стойки, о которых мы говорили ранее, и другие элементы.
Используются также ригели — затяжки, которые способны служить одновременно балками перекрытия. Для усиления конструкции также используются настоящие балки, которые встроены в стены дома либо врезаны в брус мауэрлата. В отличие от них, затяжки располагают намного выше, и те становятся хорошим основанием для подшивки потолка. Кроме того, и балки, и затяжки — основа для стоек и других стропильных элементов.
Еще одна деталь вальмовой кровли — шпренгели. Это деревянные распорки, которые монтируют под стропила:
Чтобы стропильная конструкция была достаточно крепкой, для нее применяется еще прибоина:
При этом у датской вальмовой крыши немного другая конструкция:
Специально усиливать также нужно стропила, длина которых больше 4,5 метров. Для этого устанавливают диагональные подкосы под углом 45-60°, которые упираются в прогон либо затяжки.
А для усиления накосных стропил, нарожников, применяется шпренгель. Саму угловую шпренгельную балку одним концом врубают в балку мауэрлата, а от нее уже идет вертикальная стойка.
И, наконец, задействуют ветровую балку, которую специально прибивают изнутри прямо к стропильным ногам. Без нее не обойтись, когда регион ветреный, и направление ветра при этом неустойчиво.
Шаг 5. Обрешетка и кровельный пирог
По окончании установки стропильной системы вальмовой крыши можно переходить к заключительному этапу, а именно — к монтажу обрешетки и кровельного пирога. Последний элемент должен состоять из определенных слоев гидро-, паро-, теплоизоляции и кровельного покрытия, количество и качество которых зависят от самого кровельного пирога и его задач.
Четырехскатная крыша – конструкция сложная, но вполне возможно с ней разобраться и воплотить в жизнь своими силами. При этом важно не забывать о том, что все материалы должны быть качественными, все соединения – надежными, а расчеты — грамотными.
Готовы смонтировать на своем доме стильную, надежную и долговечную крышу?