Вальмовая крыша: устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Вальмовая крыша: устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Устройство вальмовой крыши в основе своей состоит из двух элементов: каркаса из стропил и мауэрлата. Соединенные в единую систему бревна крепятся к установленному на верх внешних стен здания мауэрлату.

Место расположения мауэрлата для вальмовой крыши Источник 74cement.ru

Конструкция вальмовой крыши состоит из таких элементов:

Угловые стропила . Это стандартные силовые «ноги», которые соединяют углы строения с коньковым брусом. Чаще всего в проектах используют четыре балки, той же толщиной, что и конек. Они крепятся к нему одним краем, а противоположный выводится за стены здания.

Конек . Это основная несущая ось и наивысшая точка кровли, где соединяют все ее стороны. Обычно центр конька, есть и центр всей крыши в вальмовом проекте.

Короткие стропила . Эти бревна или деревянные балки, крепят на мауэрлат одной стороной, а другой к угловым стропильным ногам. Число их зависит от площади кровли.

Рядовой каркас . Это 6 стропил занимающих центральное расположение и промежуточное. Их крепят к концам конькового бруса и ставят на несущие стены объекта. Они выстраиваются со всех сторон постройки в рамном числе.

Промежуточный каркас . Эти стропила закрепляются от конькового бруса и ставятся на мауэрлат. Вальмы не задействованы.

Классический пример устройства вальмовой крыши и чертёж с пояснениями: Источник obustroeno.com

Усиление

Для долголетнего использования требуется не только крепкая система из стропил, но и дополнительные элементы усиления объекта.

Для надежности конструкции крыши требуется усиление ее дополнительными элементами Источник roofs.club

Для большей надежности требуется:

Разместить на углы шпренгель – брус, между сторонами мауэрлата. Это укрепит стропила по диагонали.

Добавить стойку, соединенную брусом. Такая подпорка для стропил поможет перераспределить нагрузку на строение.

Использовать доски или брус с сечением 40*40 или 50*50 мм для обрешетки.

Работать с сухим деревом, обработанным защитным раствором.

Схема расположения деталей вальмовой стропильной системы Источник winterhouse.ru

Когда шпренгель добавлен на значительном расстоянии от угла, организуется дополнительная ферма.

Устройство шпренгельной фермы Источник roof-tops.ru

Узлы

Схематическое изображение узлов стропильной системы Источник tues.ru

На нашем сайте Вы можете ознакомиться с самыми популярными проектами домов с вальмовой крышей – от строительных компаний, представленных на выставке домов «Малоэтажная Страна».

Угол наклона крыши площадь вальмовой кровли

Утверждение угла наклона скатов – это оптимальное решение между надежностью крыши от ветров и снега и полезной площади мансарды. Как рассчитать полезную площадь вальмовой крыши, обозначено на картинке.

Расчет угла наклона скатов крыши Источник tues.ru

Угол наклона зависит от местности, в которой строится дом и климатических условий региона. Принцип прост: холоднее погода – выше угол наклона. Так снег естественным образом будет скатываться с кровли. В теплых не ветряных районах лучше делать малый угол.

Еще одним фактором выбора угла наклона является материал вальмовой кровли. Рекомендуемые значения:

Ондулин – не менее 5°.

Мягкая черепица – от 15°.

Шифер – 16°-65°.

Металлочерепица – от 13°. Наибольший угол не установлен.

Создание большого угла делает возможным построение кровли из профнастила. При этом следует брать во внимание и высоту самого профиля. Угол создают в пределах 20° – 45°.

Вальмовая крыша плюсы и минусы. Вальмовые крыши

Главной особенностью вальмовой крыши является наличие 4-х скатов. Данный вид крыш также имеет несколько разновидностей:

• классическая вальмовая крыша. Обладает 4-я скатами, два из которых имеют трапециевидную, а два других – треугольную форму. Именно эти два треугольных ската и называются вальмами, а разновидность кровель получила свое название от них;
• полувальмовая крыша. Для нее характерна усеченная форма треугольных скатов. Применяется данная разновидность кровель, как правило, в наиболее ветреных регионах. Полувальмовая крыша обладает прекрасными функциональными характеристиками, но достаточно сложна в изготовлении, кроме того, расход материала для ее устройства выше, чем при других конструкциях;
• шатровая крыша. Разновидность вальмовой кровли, при которой все четыре ската имеют треугольную форму и сходятся в верхней точке. Наиболее часто применяется при возведении зданий и сооружений, в том числе частных жилых домов, которые имеют квадратную форму. Также может применяться при количестве скатов, превосходящем четыре, в случае если строящийся дом имеет форму равностороннего многоугольника. Реже используется, когда основной каркас здания выполнен прямоугольно. Вальмовая шатровая крыша является сложным конструктивным элементом, но в случае ее использования, позволяет добиться прекрасных функциональных и эксплуатационных характеристик при привлекательном и оригинальном внешнем виде;
• ломаная крыша. Особенностью данной разновидности является то, что кровлю образуют вальмы, различающиеся между собой формой и размером. Ломаная вальмовая кровля наиболее сложна для строительства, но выглядит чрезвычайно дорого и роскошно.

Вальмовая крыша обрешетка. Особенности вальмовой стропильной системы

Внешний вид вальмовой конструкции отличается от привычного. Два ее ската выполняются в форме треугольников (« вальм »). Остальные два ската имеют форму трапеции. Если с боков скаты не доходят до карниза, а обрываются, такая конструкция называется полувальмовой (голландской).

Обтекаемая форма вальмовой системы и отсутствие вертикальных торцевых стен позволяют надежно защитить кровлю от воздействия ветров. Меньше подвержены в ней разрушению и карнизные свесы.

Вальмовая крыша способна противостоять даже буйным ветрам

Подобная конструкция имеет и иной вид стропил, называемый накосными диагональными . Они не только длиннее традиционных, но и несут гораздо большую (в 1,5 раза) нагрузку, чем в обычных системах.

Так как их длина значительно превышает обычную, допускается их «спаривание» (сдваивание). С помощью подобного удвоенного сечения система, получающая дополнительную прочность, будет способна выдержать даже значительные снеговые нагрузки.

Соединение деревянных брусьев при сдваивании осуществляется внахлест . Их скрепляют накладными уголками из металла. В местах соединения делаются опорные врубки. На стыке деревянных элементов должны быть установлены 1,5-метровые накладки, которые крепятся в нескольких местах.

Стропила соединяются внахлест

На диагональные стропила опираются нарожники – укороченные стропила скатов. С их помощью осуществляется поддержка участка крыши между накосными стропилами и свесом крыши.

Совет. Вальмовая конструкция гораздо сложнее классической двускатной или шатровой крыши. Так как любые ошибки в расположении и угле наклона ее стропил чреваты серьезными последствиями, для расчетов лучше воспользоваться готовыми схемами, использовать компьютерные программы или обратиться к специалистам. Ведь при неверных углах наклона возможен перекос и даже обрушение всей конструкции.

Вальмовая крыша с разными углами скатов. Расчет стропильной системы для четырехскатной кровли

Типы вальмовых крыш.

Вальмовая крыша своими руками должна начинаться с обмеров, расчетов и создания схемы для будущей кровли.

Обычно крышу такого типа организуют на домах, представляющих собой в плане прямоугольник.

Конструкция вальмовой крыши отличается от обычной двухскатной, прежде всего, тем, что конек в ней располагается не во всю длину здания, а только в центральной части. Длина его зависит от уклона скатов крыши.

Но самый распространенный способ вычисления конька для длинного прямоугольного строения следующий.

Чтобы вычислить длину конька, нужно измерить длину торцевой стены по внутренней ее стороне и определить центр торцевой стены. На специально приготовленной рейке сделать отметки угол дома — центр торцевой стены. Такое же расстояние необходимо отмерять от угла торцевой стены по длинной стене дома. Пользуясь отметками на торцевой и длинной стене, рисуем квадрат. Угол квадрата, противоположный углу дома, и будет точкой, где расположится один конец конька.

Точно такие же манипуляции необходимо сделать на противоположной стороне дома. Таким образом, получится по 2 квадрата с каждой стороны. Линия, соединяющая точки соприкосновения углов квадратов, будет соответствовать длине конька.

Схема разметки стропил вальмовой крыши и определение нагрузки крыши на дом.

Можно рассчитать длину конька и через тангенс и синус угла наклона скатов. Обычно угол наклона составляет 30 °. Если представить себе прямоугольный треугольник, где a — это высота конька, b — расстояние от центра торцевой стены до края конька, c — центральное промежуточное стропило, то sin30 ° = а:с = 1 к 2.

Чаще всего принимают отношение а к b, как 3\12 или 6\12. Воспользовавшись теоремой Пифагора, легко вычислить высоту конька и длину центрального промежуточного стропила. Но потом необходимо будет учесть еще и размер свеса стропила. Обычно он составляет 500 мм.

Кроме того, существует специальная таблица для расчета длины углового и центрального промежуточного стропила (табл.1).

Конечно, самостоятельно вполне можно сделать все расчеты для данной конструкции, но если опыт отсутствует, то все же лучше обратиться за помощью к специалистам. А по их чертежам работу можно будет проводить своими силами.

Вальмовая крыша своими руками пошагово. 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 (центральная рама — условное название (ряда) стоек, конькового прогона и лежня, связанных между собой дополнительными тягами и откосами).

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.

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.

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

Сложная вальмовая крыша. Что такое вальмовая крыша

Кровли из четырёх скатов, два из которых, расположенные напротив друг друга, имеют форму трапеции, а два остальных — треугольника, называются вальмовыми. Вальма — это треугольный скат .

Вальмовая крыша состоит из четырёх и более скатов в форме обычного или усечённого треугольника

Крыши такой конструкции получили довольно широкое распространение в современном загородном строительстве. Кроме удобства и функциональности, они просто красивы. Воспользовавшись таким архитектурным решением даже в самом простом варианте, можно сделать своё жилище изысканным.

Плюсы и минусы вальмовой крыши

Как у всякой строительной конструкции, у вальмовых кровель имеются свои положительные и отрицательные качества.

К положительным сторонам вальмовых кровель относят:

1. Способность переносить значительные ветровые нагрузки за счёт увеличенного угла между скатами.
2. Высокую прочность, позволяющую выдерживать значительные снеговые нагрузки.
3. Возможность устраивать широкие карнизные свесы по всем сторонам здания. Они эффективно защищают стены и фундамент здания от осадков.
4. Красоту и изящество. Вальмовые крыши визуально скрадывают высоту здания с мансардным помещением.

Имеются и отрицательные моменты при использовании вальмовых кровель:

1. Высокая сложность конструкции стропильной системы. Это затрудняет расчёты и приводит к удорожанию работ по их изготовлению.
2. Уменьшение размеров подкровельного пространства за счёт большого угла между скатами. Из-за этого мансардное помещение в таких домах получается маленьким.
3. Возможность проникновения влаги через мансардные окна. Этого можно избежать, если укрыть их на время непогоды плёнкой, но такой приём крайне неудобен.

Главным отрицательным фактором вальмовой кровли считается высокая сложность стропильной системы, доступная только опытным мастерам. Этим же объясняется и высокая стоимость изготовления четырёхскатных крыш.

Особенности конструкции

Опорами для стропил вальмовой крыши являются мауэрлат и коньковая балка. Кровельный скелет состоит из следующих деталей:

1. Опорное основание (мауэрлат). Его изготавливают из бруса 100х150 или 150х150 мм в зависимости от конструкции здания. Укрепление рамы мауэрлата в горизонтальной плоскости производится установкой четырёх укосин, придающих конструкции необходимую жёсткость.

   

   Мауэрлат чаще всего изготавливается из мощного бруса и крепится к верхним торцам стен при помощи шпилек или нагелей

2. Стойки. Они устанавливаются на центральной оси перекрытия вдоль его длинной стороны и укрепляются временными подпорками. Затем на них крепится коньковый брус. Высота стоек зависит от выбранного угла наклона скатов. Чем меньше угол между стропильными ногами, тем выше стойки.
3. Коньковый брус. Это верхняя горизонтальная перекладина, лежащая на стойках и служащая опорой для всех стропил.

   

   Коньковый брус крепится к стойкам и является опорой для всех основных стропил

4. Основные стропила. Они опираются на мауэрлат и коньковый брус и закрепляются на этих деталях с применением специальных пластин из оцинкованной стали.
5. Диагональные или накосные стропила. Идут от концов конькового бруса к углам здания. После установки всех диагональных стропил можно демонтировать временные крепления стоек.

   

   После закрепления всех диагональных стропил временные подпорки стоек убирают

6. Нарожники. Закрепляются нижним концом к мауэрлату, а верхним — к накосному стропилу. Применяются для продолжения плоскости основных скатов. Расстояние между ними такое же, как между стропилами.
7. Шпренгели. Идут от укосин мауэрлата к диагональным стропилам и обеспечивают усиление несущей способности кровли.
8. Подкосы. Нужны для того, чтобы усилить сопротивляемость кровли ветровым нагрузкам. По теории их рекомендуется устанавливать с той стороны здания, где находится «роза ветров». Но на практике подкосы ставят со всех сторон.
9. Обрешётка. Выполняется по внутренней поверхности стропильных ног и формирует основание под кровельный пирог.

   

Видео вальмовая крыша. Сборка коньковой фермы.