Вальмовая кровля, стропильная: устройство, узлы, усиление

Стропильная система вальмовой крыши – конструкция и узлы.

При строительстве любого сооружения основным значением в кровле является не только внешний вид, но и ее конструкция. Ведь именно она будет осуществлять защиту всего здания от проникновения влаги и термическую защиту. В настоящее время популярность набрала вальмовая кровельная конструкция. Вальмовая крыша, стропильная система которой отличаться долгим сроком службы, обладает также многообразием своих конструкций и надежностью. Подобная кровля будет отлично подходить для зданий с мансардой, т.к. с легкостью позволяет решать проблему установки мансардных окон.

Конструкция стропильной системы вальмовой крыши обладает четырьмя скатами. Вальмы (торцевые скаты) располагаются от карниза до конька и выполнены в виде треугольника. Два других ската обладают трапецеидальной формой. Основное преимущество четырехскатной вальмовой крыши является в том, что она дает возможность сэкономить на материалах, а результат получается очень привлекательным. Но с другой стороны трудозатраты на монтаж такой кровли будут более высокие.

Во время установки подобной кровли могут быть использован один из 2 видов стропил:

1. Диагональные (накосные);

2. Промежуточные: центральные (рядовые) и угловые (нарожники).

Виды систем

Стропильная система шатровой крыши по способу монтажа элементов может быть разделена на наслонную и висячую. В случае висячих частей, схема в монтаже может представлять определенные сложности, а длительная эксплуатация может быть связана с некоторыми хлопотами во время ремонта. Обычно, подобные системы монтируются на внешние стеновые проемы, т.к. в них нет внутренних аналоговых систем. Системы наслонного типа являются более выверенными, экономичными и конструктивными. Чаще всего такие системы используются в зданиях, обладающих конструкциями опорного типа (столбами) или сооружениях, которые имеют среднюю несущую стену.

Если в сооружении есть добавочные конструкции для опоры, то это дает возможность выполнить более длинный участок пролета, оснащая его конструкцией наслонного типа. Это будет актуально во время монтажа вальмовых крыш, которые имеют наклон ската до 35°.

Конструкция включает в себя следующие элементы:

  • Накосные элементы – монтируются по диагонали или по направлению углов проемов стен;
  • Нарожники;
  • Трапеции элементов ската;
  • Ригели;
  • Стойки и подкосы;
  • Шпренгели;
  • Прогоны и лежни.

Можно посмотреть на схему стропильной системы вальмовой крыши, чтобы было более понятны места расположения элементов и как может выглядеть ее чертеж.

Накосные диагональные стропила у четырехскатных кровель закрепляются одной стороной на нижнюю опору всей конструкции или в балку, которая продолжает ее. Другая сторона накосных стропил закрепляются на другую пару стропил. Эти элементы для вальмовых крыш по своим линейным размерам являются несколько большими, чем привычные всем комплексы. Это все из-за того, что на них прикладывается больше силового воздействия, т.к. они являются одновременным упором для нарожников.

Нарожники являются комплексами из стропил, которые укорачиваются по своей длине. Они фиксируются в одной точке на накосные стропила. При этом другая точка этой опоры монтируется на нижнюю опору. Когда ширина сооружения составляет более 4,5 метров, то стропильные элементы по длине компонуются одновременно несколькими элементами. Подобным образом, они переходят в разряд составных изделий.

Для того, чтобы снижать линейные размеры, возможно использование стоек и подкосов. Подобный подход к обустройству кровли дает возможность монтировать ее без использования распорок. Но в случае с коньковым устройством кровли, в котором части друг друга поддерживают, будет возможным использование подпорок. В таком варианте необходимо применять ригельные устройства.

Для того, чтобы предотвратить образования распоров в тех местах, где происходит взаимодействие плоскостей элементов конструкции с нижней опорой, выполняется горизонтальный уровень. В таких ситуациях возможно применение двух видов взаимосвязи с нижней опорой:

  • На балку, врезаемую в дополнительный брус, который располагается на нижней опоре;
  • На обвязку верхнего типа, прямо на нижнюю опору или на верховые венцы.

Прямиком в нижнюю опору врезаться будет нецелесообразно, т.к. от этого она будет снижать свою прочность. Ведь как раз лежень будет играть роль опор для стоек и подкосов.

Лежень устанавливается на внутренний проем стен или малые кирпичные столбы, имеющиеся в перекрытии. Иногда лежень закрепляется путем подгона деревянных подкладок, выполненных в горизонтали перекрытия. Этот способ подгона лежня дает возможность здорово упростить монтаж стоек и прогонов.

Не смотря на тип укладки лежня, который вы выберете, на первом этапе возведения необходимо выполнить гидроизоляцию. В случае, когда лежень будет укладываться на малых кирпичных столбах, его сечение может достигать до 100х150 мм. Когда лежень будет укладываться на стеновой проем или перекрытие, то его высота бывает на 5-10 см ниже. Монтаж лежня не будет нужен, когда осуществляется монтаж стропильной системы без подкосов на крыше. В таком случае, возможно будет осуществить обвязку нижней части стоек так называемыми схватками.

Элементы стропильной системы вальмовой крыши включают балку, которая выполняется из опорных частей и находится на нижней опоре параллельно, называют прогоном. Основной задачей прогона является придача всей системе дополнительную прочность. В таком случае прогон обязан быть расположен таким, чтобы у него имелась дополнительная подпорка. Между прогонами и нижней опорой наиболее оптимальной длиной будет длина не более 4,5 метров.

Применение прогонов в общей вальмовой конструкции обусловлено конструктивными особенностями. В первую очередь с наличием стеновых проемов и перекрытий, позволяющих закреплять расположенный продольно, по отношению к проему или закрепляющую на потолок балку, прогон.

Для обеспечения большего усиления требуется монтировать шпренгеля. При этом нужно учитывать линейные размеры пролета, который потребуется усиливать стропильными элементами. Шпренгеля изготавливаются из бруса или бревна. Накосные стропила, которые располагаются через стойку по диагонали, будут усиливать нагрузку, трансформируемую уже на шпренгель.

Применяемые опоры

Выбор формы может зависеть от материалов, используемых во время строительства здания. В разных типах построек конструкция стропильной системы вальмовой крыши может иметь упор на разны плоскости, например:

  • В деревянных домах – на верховые венцы;
  • В каркасных домах – на деревянную обвязку, формируемую сверху дома;
  • Каменных домах – на нижние опорные брусья.

Диагональные накосные стропила имеют обычно большую линейную величину длины, чем у брусьев обычного типа. Для того, чтобы достигать нужную длину придется сращивать брусья. Все получающиеся стыки во время сращивания необходимо усиливать подпорами под подкосы или стойки. Процесс сращивания брусьев должна проходить так, чтобы узел стыковки по длине получался в точке 0,15хh, в котором обозначение h значит высоту стропила, а именно расстояние между 2 опорами.

Проводить расчеты линейной длины брусьев необходимо учитывая общее количество опорных конструкций. Обычно сращивание элементов осуществляют техникой прируба косого типа. После этого стыковочное место стропил стягивается болтами 12-14 мм.

Способы крепления нарожника

Для того, чтобы обеспечить жесткую фиксацию нарожника к элементу конструкции, необходимо провести подпил верхнего края этой части в одной плоскости с накосными стропилами. При этом это место (соединения) необходимо усиливать гвоздями.

Для повышения несущего момента всей конструктивной части, можно использовать следующую тактику. С двух сторон нижняя плоскость стропильного элемента усиливается брусками не менее 50х50 мм. Как раз на этих брусках необходимо размещать нарожники. Однако нужно учитывать то, что они не должны соприкасаться в одной точке с обеих сторон.

Еще одним из важных вопросов, которые будут возникать при обустройстве стропильной системы четырехскатной крыши, это подбор правильной древесины. Для таких кровель отлично подойдет сосна или лиственница.

Расчет вальмовой крыши

Для того, чтобы устройство стропильной системы вальмовой крыши обеспечивало безопасность, долговечность, надежность и привлекательность нужно правильно провести расчеты, которые позволят осуществить грамотную разметку, тем самым исключив погрешности. При этом, помимо того, что проводится расчет стропильной системы вальмовой крыши и параметров стропил, необходимо выполнить расчеты нужные размеры всех других элементов, которые будут использоваться в этом сооружении. Разметку нужно проводить чрезвычайно точно с обозначением тех мест, в которых будут фиксироваться стропила. Эта разметка должна включать в себя отметки для 2 основных точек на мауэрлате (нижней обвязке) и в по центру конькового бруса. Как раз здесь и будут укладываться центральные стропила.

Для сооружения подобной кровли нужно использовать доски толщиной не менее 50 мм. Связывается это с тем, что подобные доски смогут выдержать совокупные нагрузки снега, ветра, а также собственного веса.


Вальмовая кровля: особенности, каркас и технология усиления

Вальмовая кровля по сложности конструкции превосходит обыкновенную двускатную, ведь сделать четыре ската расположенными под равными углами и согласовать их между собой – задача не из легких. И все же, при необходимой подготовке вы сможете самостоятельно возвести вальмовую кровлю – если, конечно, подойдете к этой задаче с ответственностью и вооружитесь необходимыми знаниями.

В данной статье мы рассмотрим основные аспекты возведения вальмовой кровли.

Особенности вальмовой кровли

Как было сказано выше, кровля вальмового типа представляет собой четырехскатную крышу, у которой два длинных ската имеют форму трапеций, а два коротких ската (вальмы) — форму наклонных треугольников.

Главную сложность при проектировке и возведении вальмовых крыш представляет стропильная система.

Стропильная кровля вальмового типа включает стропила следующих видов:

  • Накосные (диагональные)
  • Рядовые (центральные)
  • Нарожные (угловые)

Для стропил вальмовой кровли используется тот же материал, что и для стропил кровли двускатной – деревянный брус сечением 150х150 или доска 50х150 мм.

Возможно использование также металлического профиля для крыши, однако самостоятельно возвести такую кровлю будет практически невозможно.

Что же касается работ по утеплению кровли, созданию обрешетки и установки кровельных материалов, то здесь вальмовые крыши практически не отличаются от крыш других типов.

Следовательно, именно стропильным системам вальмовых крыш и будет уделено основное внимание.

Каркас вальмовой кровли

Возведение каркаса вальмовой кровли проводим по следующей схеме:

  • Для начала – по периметру здания монтируем опорный брус-мауэрлат. В дополнение к мауэрлату устанавливаем поперечную балку по средине кровли.
  • На поперечную балку устанавливаем стойки для конькового прогона. Стойки выставляем строго вертикально и закрепляем раскосами.
  • На стойках с помощью уровня и отвеса крепим коньковый прогон, строго выдерживая его положение как по уровню, так и по высоте. От точности установки конькового прогона во многом зависит вся геометрия вальмовой кровли – так что данный этап нужно проводить максимально внимательно.
  • Следующий этап возведения стропильной кровли – это монтаж накосных (угловых стропил). В результате у нас формируются все четыре ската будущей крыши, следовательно точность установки должна быть очень высокой. Для того чтобы четыре ската представляли собой плоскости без отклонений, необходимо добиться равенства длин всех четырех накосных стропил.
  • Накосные стропила крепим нижним концом к углам мауэрлата, а верхним — к коньковому брусу. Для крепления используем стальные скобы и специальные кронштейны.
  • При установке накосных стропил закладываем размер свеса – выступа кровли за плоскость стены. Оптимальный свес составляет около 40-50 см, однако в областях с сильными ветрами для защиты стен от влаги возможен свес до 1м.
  • Далее устройство вальмовой кровли предполагает монтаж промежуточных стропил. Первый этап включает в себя установку рядовых стропил, которые должны быть закреплены как в мауэрлате, так и в коньковом прогоне. Все рядовые (центральные) стропила устанавливаем параллельно друг другу, и закрепляем врубкой с дополнительной фиксацией скобами.

Обратите внимание! На этапе установки стропильной системы особо тщательно должны быть выполнены сложные узлы стропильной кровли, в которых стыкуется несколько элементов. Одним из наиболее сложных узлов является стык конька, двух диагональных стропил, двух центральных стропил и одного стропила вальмы.

Чтобы облегчить стыковку, на коньковом брусе делаем подрезку в форме двойного скоса – главное, чтобы плоскости совпадали с плоскостями скосов на соответствующих стропилах.

  • Следующий этап – монтаж угловых стропил (нарожников). Оптимально, если нарожнии основного и вальмового скатов будут стыковаться с диагональными стропилами в разных местах. Стыковку можно проводить как с помощью подставочных (черепных) брусков, так и с помощью врубки.

Обратите внимание ! Нарожники вальмовой кровли (выделены зеленым на рисунке) монтируем строго параллельно промежуточным стропилам (выделены желтым).

В принципе, монтажом нарожников создание стропил для вальмовой крыши завершается. Однако в некоторых случаях (особенно – если крыша имеет большие размеры) может потребоваться усиление кровли.

Технология усиления вальмовой кровли

В зависимости от размеров строения кровля вальмового типа усиливается различными способами:

  • На углах конструкции можно установить так называемый шпренгель со стойкой, которая подпирает диагональное стропило. Шпренгель представляет собой брус, который перекидывается между двумя плечами мауэрлата, образующими общий угол.

Обратите внимание! Если шпренгель устанавливается далеко от угла, то для большей надежности монтируется шпренгельная ферма. Стойка в этом случае крепится к шпренгелю двумя наклонными брусьями – подкосами.

  • На затяжку (а в случае, если перекрытие выполнено из железобетона – то на само перекрытие) устанавливаем ряд стоек, в верхней части соединенных брусом. Брус выполняет роль своеобразной «полки», которая подпирает стропила по середине и обеспечивает равномерное распределение нагрузок на кровельное перекрытие.
  • При таком процессе, как установка длинных диагональных стропил большого размера вместо одного стропила устанавливаем спаренные стропила. При этом мы выигрываем не только по длине, но и по прочности, так как диагональные стропила должны выдерживать максимальный уровень нагрузки.

После завершения работ по усилению стропильной системы для вальмовой кровли можно приступать к возведению обрешетки и работам по утеплению.

Кстати, при утеплении вальмовой кровли изнутри обязательно потребуется подрезка утеплителя для кровли, так как сэкономить время, рассчитав расстояние между стропильными ногами, не получится – часть плит необходимо будет резать под углом.

Это же касается и штучных кровельных материалов, особенно крупногабаритных, таких как шифер и металлочерепица.

И все же, несмотря на все вышеперечисленные сложности кровли вальмового типа продолжают оставаться одними из наиболее популярных.

Такое сложное строение кровли обеспечивает ее высокие эксплуатационные характеристики — а это значит, что итоговый результат стоит затраченных на него усилий.

Стропильные системы вальмовых крыш – инструкция по монтажу

Что собой представляет вальмовая крыша

Данный вариант кровли имеет четыре уклона. Две длинных ее наклонных поверхностей имеют трапецеидальную форму, а две других, меньшего размера, имеют форму треугольника – именно их называют вальмами. Они расположены по фронтонам строения и соединяют конек с карнизом. Трапецеидальные плоскости имеют большую площадь и уклон, также располагающийся от верхнего горизонтального ребра до карниза.

Вальмовая кровля имеет несколько различных конструкций:

  1. Традиционная с двумя скатами трапециевидной формы и двумя вальмами, ее называют «голландская» крыша.
  2. Шатровая – имеет одинаковые по размеру скаты треугольной формы. Идеально подходит для строений квадратной формы.
  3. Полувальмовая – вальмы закрывают только верхнюю часть торца не более чем до середины. Подходит для строительства домов с мансардой, ее называют «скандинавская» кровля.
  4. Полувальмовая – вальмы не имеют треугольной формы, а являют собой форму небольших трапеций. Такая крыша дает большое мансардное помещение, еще ее называют «датская» кровля.

Как и любой другой вид, вальмовый тип крыши имеет каркас и стропильную систему – на них и держится вся конструкция.

Устройство стропильной системы

Стропильная система является основной составляющей всей конструкции кровли.

В отличие от двускатной, устройство несущей конструкции вальмового типа кровли более сложное.

Независимо от того будет здание прямоугольным или квадратным, форма скатов не изменится.

Рассматривая устройство системы стропил вальмовой кровли можно определить, что она состоит из нескольких элементов:

  1. Мауэрлат — основание для стропил, связующее звено между несущими стенами и стропильной системой.
  2. Накосные или диагональные опоры – имеют наибольшую длину и несут наибольшую нагрузку.
  3. Центральные стропила – служат для соединения конька с мауэрлатом по бокам скатов, сходятся на углах конька с 3-х сторон.
  4. Промежуточные стропила — соединяют конек и карниз.
  5. Подкосы – создают не только жесткость, но и обеспечивают конфронтацию ветровым нагрузкам со стороны фронтонов здания, располагаются под разным углом к стропильным ногам.
  6. Нарожники – наиболее короткие стропила.
  7. Шпренгели или шпренгельные фермы – усиливают несущую способность конструкции кровли. Представляют собой балку из бруса, расположенную на углу соединяющихся внешних стен.
  8. Стойки – придают ногам опор дополнительную устойчивость, устанавливаются на стыке двух стропил и коньковой балки.
  9. Угловое стропило (ребро) – расположено под меньшим углом, чем промежуточные элементы системы.
  10. Короткие стропильные ноги – закреплены на угловой опорной доске.
  11. Конек.
  12. Затяжка – выполняет функцию балки перекрытия.
  13. Ветровая балка – крепится с наклоном с ветреной стороны крыши.
  14. Прогоны – расстояние между соединением опор к коньку.

Схема системы стропил

Монтаж стропил

После того как вид кровли определен, приобретены все необходимые стройматериалы, можно напрямую приступать к сооружению каркаса.

Перед началом возведения несущей конструкции необходимо составить ее проект и чертеж.

Итак, устройство системы опор состоит из нескольких этапов:

  1. Перед началом возведения следует уложить деревянный брус по периметру внешней стены – мауэрлат. Для его укладки необходимо оборудовать армированный пояс из железобетонной конструкции, усиливающей несущие способности стен. Следует обратить внимание, чтобы мауэрлат был надежно закреплен, не допуская малейшего смещения.
  2. Если стены из камня или кирпича, по их верху возводится опалубка, в которую монтируют армокаркас с помощью оцинкованных резьбовых шпилек, калибром не менее 10 мм. Верхняя часть шпилек должна выступать на 4-5 см из основания для опор (мауэрлата).
  3. После установки каркаса производят заливку цементным раствором.
  4. Затем, как бетон застынет, его поверхность покрывают битумом и накрывают слоем рубероида или другими гидроизоляционными материалами.
  5. На выступающую часть шпилек надевают брусья с высверленными отверстиями. Закрепляют конструкцию с помощью гаек.
  6. Мауэрлат изготавливают из просушенного и пропитанного антикоррозийными и противовозгорающими средствами деревянного бруса хвои 10*15 или 15*15 см. Влажность дерева не должна превышать 20%.
  7. Последующим этапом является установка центральной балки на мауэрлат, которая располагается параллельно коньку. К нему крепятся стойки. Эти стойки служат поддержкой определенной части опорной системы.

Виды стропил вальмовой крыши

Опоры крыши вальмового типа делятся на два вида:

  1. Висячие – балки расположены на брусе потолочного перекрытия двух внешних стен без дополнительной поддержки.
  2. Наслонные – по верхнему краю внутренних стен располагается горизонтальный брус, к которому крепятся вертикальные опоры. Основой для торцевой части бруса являются наружные стены.

Наслонный тип опор подходит для построек с промежуточной опорной стеной или колоннами.

Данная несущая конструкция имеет больше базовых точек, поэтому сделать ее можно значительно легче.

Если здание имеет две несущие стены, устанавливается стяжка, поддерживающая стропильные ноги и распределяя нагрузку по всем вертикальным опорам.

Для вальмового типа крыши наиболее подходящей считается наслонная система, придающая большей прочности и облегчающая конструкцию кровли.

Такая модификация применяется при сооружении чердачной или мансардной крыши.

Как рассчитать систему стропил вальмовой крыши

Расчет несущей конструкции является основным этапом проектирования крыши. Малейший просчет в расчетах может быть причиной деформации или разрушения кровли.

После изучения конструкции крыши необходимо рассчитать угол наклона системы стропил. Чем он выше, тем большему воздействию ветров подвержена кровля, но от снега и наледи очищается самостоятельно.

Величина угла наклона скатов может быть 5-60 градусов, она зависит от нагрузки ветра и снега.

После определения угла наклона следует начинать расчеты определения основных нагрузок, которым подвержена крыша. К ним относятся вес самой кровли и природные явления – ветер и осадки.

Общее значение веса несущей конструкции, обрешетки, покрытия и утепления делят на площадь всех наклонных плоскостей. Полученная величина показывает нагрузку на 1 м2 кровли. Для жилого дома она должна выдерживать нагрузку в 45-50 кг/м2. Этот показатель одинаковый для любой местности.

Осадочные нагрузки разнятся в зависимости от местности и составляют 80-150 кг/м2. Эту величину можно узнать, используя «Строительные нормы и правила».

Значение нагрузки необходимо помножить на корректировочный коэффициент:

  1. На 1.0, когда угол наклона не превышает 25 градусов;
  2. На 0.7, если значение угла 25-60 градусов.

Если кровля подвергается регулярным сильным снегопадам, рекомендуется установка двойных опор или сплошной обрешетки.

Показатель нагрузок (ветровой и снеговой) умножают на индекс, равный значению шага стропил. Шаг стропил определяется в метрах.

Завершающим этапом является расчет количества и критериев материалов.

После вычисления всех нагрузок на 1 м2 и на площадь всей кровли, определяют сечение опор (наименьшие значения):

  1. Мауэрлат – 10*10 см.
  2. Затяжки и прогоны – 5*15 см.
  3. Кобылки, подкосы, ригели – 10*10, 15*15 см.

Количество балок, на которых крепится обрешетка и дополнительные элементы вычисляется длиной кровли. Например, длина крыши 12 м, шаг между стропилами 1 м. Исходя из этого, понадобится 24 строительные ноги, по 12 на каждую сторону.

При проведении расчетов для объемных проектов рекомендовано использовать специальные компьютерные программы для проектирования.

Все полученные показатели необходимо нанести на чертеж.

Рассчитанные с точностью узлы дают возможность добиться прочности и привлекательного внешнего вида крыши.

Соединение элементов конструкций кровли производится согласно определенным требованиям.

Основные узлы несущей конструкции:

  • коньковый узел – пара опор скрепляется гвоздями или болтами, и укрепляется балками на болтах;
  • узел опоры балок на мауэрлат – укрепляется металлическими уголками, строительными скобами, гвоздями или болтами;
  • узел соединения стропила с затяжкой, которая расположена посередине стропила – осуществляется с помощью гвоздей или болтов;
  • совмещение подкоса, стойки и опоры – выполняется при помощи высечки и укрепляется строительными скобами.

Стропильная система

Качество крыши напрямую зависит от каркаса и основы для настила кровли. Несущая конструкция крыши служит основой и определяет срок ее службы.

Стропильная система мансардной вальмовой крыши

Данная система опор устойчива к сильным ветровым нагрузкам из-за отсутствия фасадной стены крыши.

Кровля этой формы дает возможность соорудить большие отвесы, которые обеспечивают защиту стен и основания дома от дождя, снега и наледи.

Составляющие элементы системы стропил мансардной крыши:

  1. Мауэрлат.
  2. Коньковые и боковые прогоны.
  3. Опорные балки.
  4. Наслонные и висячие стропила.
  5. Подкосы.
  6. Опорные стойки.
  7. Диагональные стропила.

Отличительной особенностью мансардной вальмовой крыши является использование в ее конструкции наслонных и висячих стропил. Верхний уклон производится из висячих стропил, опирающихся на стойки или боковой прогон.

Во избежание изгиба они оборудуются затяжками. При монтаже нижнего ската используют наслонные стропила с основой на мауэрлат, и горизонтальную балку, соединяющую стропильную систему в ее средней части.

Нижние покатые поверхности имеют угол наклона порядка 60 градусов, а верхние – не менее 30 градусов.

Усиление стропильной системы

Для обеспечения прочности и долговечности вальмовой крыши недостаточно изготовить стропильную систему, ее необходимо еще и усилить.

Самыми распространенными способами усиления являются:

  1. Установка на углы крыши шпренгелей со стойкой, подпирающей диагональную опору. Если шпренгель расположен вдалеке от угла, лучше всего пристроить к нему шпренгельную ферму.
  2. Установка стоек, соединенных сверху брусом на перекрытие (железобетонное) или затяжку. Они выполняют функции подпорок и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на дом.
  3. Использование сдвоенных балок вместо одного бруса при излишней длине диагональных стропил.
  4. Использование деревянных досок 40*40 или 50*50 мм для сооружения обрешетки.

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

  • Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
  • Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
  • Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
  • Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
  • Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
  • Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
  • Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Вальмовая кровля: особенности устройства и её усиление

Вальмовая кровля — одна из самых оригинальных конструкций. Но она и одна из самых сложных, а также затратных как в плане денежных вложений, так и в плане сооружения. Чисто же конструктивно это четыре ската: два треугольной формы, да трапециевидной, упирающихся в коньковый прогон. Вальмовая кровля входит в перечень кровель, в которых очень эффективно совмещены все лучшие качества.

Вальмовая кровля — особенности устройства

Форма конструкции данной крыши представлена четырьмя скатами, два из которых повторяют трапецевидную форму, а остальные два — форму треугольника. В строительстве известны также и полувальмовые кровли, в них треугольный скат не доходит до верхней точки крыши. Такие крыши известны нам еще под таким названием, как «голландские».

Вальмовая крыша, на внешний вид простая и лаконичная. Однако между тем, монтаж такого вида кровли достаточно трудоёмкий процесс. От своих «собратьев» вальмовая кровля отличается непростым строением стропильной системой, в чем и кроется сложность ее сборки.

К плюсам использования вальмовой крыши можно отнести:

  1. Надежная, высокие прочностные характеристики, сверхжесткая конструкция, возможность устройства водостока по всему контуру крыши;
  2. Максимально возможное распределение нагрузки по площади всей крыши;
  3. Нет фронтальных вертикальных стеновых конструкций, как следствие – сокращение силы воздушных масс. Ограждение от деформирующего влияния ветра, снега в моментах карнизных свесов.
  4. Повышение жесткости конструкции за счет угловых ребер;
  5. Эффективна и оригинальна.
  1. Сложность устройства вальмовой кровли, дороговизна материалов;
  2. Множество скатов увеличивает общий вес кровли;
  3. Уменьшение площади чердачного пространства за счет укороченных скатов, что помешает в планировании мансардного этажа;
  4. Мансардные окна во время дождя должны быть закрыты, иначе вся влага будет внутри. При устройстве вертикальных окон данная проблема не возникает;

Подводя итоги, хочется отметить, что при немногочисленных минусах, все-таки вальмовая кровля обогащает внешний облик здания, делает его изысканным, прочным и долговечным.

Этапы сборки вальмовой кровли

Строительство вальмовой кровли подразделяется для удобства на последовательные этапы:

  1. Проектный;
  2. Подсчет;
  3. Создание конструктивной системы;
  4. Тепло и гидроизоляция;
  5. Работы по кровле.

Рассмотрим более детально каркас и узлы самой стропильной системы вальмовой кровли. Каркас включает шпренгельную ферму, нарожники или полустропильные ноги, накосные стропила, стропильные ноги и завершающий конек. Каждый из элементов разберем детальнее.

Шпренгельная ферма – в своем роде — балка, опирающаяся на мауэрлат стеновых конструкций, а они в свою очередь сходятся под углом. В добавок к брусу крепятся два подкоса, дабы придать ему жесткость, не дать прогнуться. Данное устройство не требует подсчетов в возведении малых жилых домов. Укрупненные параметры бруса – 10 на 15 см, стойки 10 на 10 см, а подкосов – 10 на 5 см.

Накосные стропила – идут в направлении от конька непосредственно к угловым точкам здания. Эта часть воспринимает и передает работу.

Нарожники – ложатся на стропила, представляют собой стропила более короткой формы, потому им часто дают имя «полуноги».

Установка стропильной системы

Все составляющие таковой системы принципиально рекомендуют выполнять из одного материала.

  • Первоначально укладывают и крепят мауэрлат по краям стеновых конструкций.
  • Второстепенной задачей становится укладка главной балки. Она устанавливается конкретно на отмеченных точках на торцах здания. Уже поверх нее ставятся стойки-опоры. Они фиксируются раскосами и упорными системами.
  • Поверх стоек производится укладка конькового бруса. Данный момент сам по себе очень важен, поскольку именно им обуславливается последующее геометрическое устройство вальмовой кровли. Конек рекомендуется делать идеально горизонтальным, одновременно он находится на одной и той же высоте от уровня перекрытия здания.

Когда завершаются все вышеперечисленные этапы, можно браться за монтаж вальмовой кровли.

В первую очередь осуществляется фиксация накосных стропил. Насколько точно будут они установлены, настолько крепка будет сама крыша. Стропила закрепляются между коньком и мауэрлатом. Сложно состыковать правильно конек, накосное и рядовое стропила. Окончание конька необходимо скосить в двух направлениях, чтобы образовать идеальную стыковку плоскости конька и плоскости стропил.

Важно отметить, что ключевую роль в регулировке значения свеса кровли играют накосные стропила, именно поэтому их размер рекомендуется делать одинаковым. Если говорить о длине свеса, то она колеблется в диапазоне 30-50 см. Также корректность торца ската зависит от стропил.

Когда накосные стропила установлены, осуществляют крепление второстепенных компонентов. Размер шага определяется в зависимости от покрытия, но ее нельзя принимать большей 1,2 м. Установка рядовых стропил производится параллельно одно относительно другого. Крепятся данные элементы к коньковому брусу и мауэрлата при помощи врубок, в дополнение закрепляются еще скобами для прочности конструкции.

Соединительные узлы вальмовой кровли требуют отдельного внимания, поскольку именно в деталях кроется успех создаваемой конструкции.

Нарожники закрепляются к диагональным стропилам в различных точках посредством врубки или за счет черепных брусков. Главный принцип их установки – параллельно рядовым стропилам.

Усиление вальмовой кровли

Сама по себе вальмовая кровля получается прочной конструкцией, однако ее можно еще и дополнительно усилить. Обязательными данные мероприятия станут в ситуации, когда размеры крыши внушительны. Шпренгель является тем самым дополнительным составляющим вальмовой кровли, который способен укрепить ее конструкцию. Установка его производится под диагональным стропилом.

Схема усиления вальмы шпренгелем

Возможно устройство шпренгельной фермы, если шпренгель необходимо закрепить значительно далеко от угла.

Когда установка всех компонентов завершена, рекомендуется заняться организацией обрешетки, затем паро- и гидроизоляции, а после можно подойти к вопросу покрытия кровельным материалом. Нельзя забывать о различных разрушающих материалы средствах, о паразитах, с защитой от таких вредных воздействий на материалы выполняется их обработка различными антисептическими растворами. Они предназначены оградить конструкцию от процессов гниения и пожаров.

Обрешетка устанавливается под углом 90 градусов стропилам, она может быть с зазорами и выступами или сплошного характера. Вид кровельного материала диктует тип обрешетки. Среди применяемых материалов различные битумные покрытия, профнастил, металлочерепица, оцинкованное железо. Шифер и классическая черепица тоже подойдут, но они будут создавать дополнительную нагрузку на каркас крыши, так как являются более массивными кровельными материалами.

Совет: Наиболее уязвимыми участками вальмовых кровель считаются стыки, они подвергаются коррозии, в них скапливаются снег и влага. Поэтому очень важно правильно рассчитать угол наклона кровли. Крыши с углами 20-35 градусов представляются нецелесообразными, поскольку при таком уклоне будут скапливаться снежные массы, увеличиваться нагрузка от ветра.

Источники:
http://krovlyakryshi.ru/vidy-krysh/valmovaja/valmovaya-krovlya-419
http://homehill.ru/krovlya/stropil/valmovyx-krysh.html
http://stroychik.ru/krysha/stropilnaya-sistema-dvuxskatnoj-kryshi
http://www.krovlyakrysh.ru/vidy-krovli-krysh/valmovaya-krysha/valmovaya-krovlya/
http://krovlyakrishi.ru/vidy-krysh/chetyrexskatnaya-valmovaya/stroitelstvo-valmovoj-kryshi-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию