Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Устройство стропильной системы непосредственно зависит от выбора типа крыши. Шатровая крыша переставляет собой прямоугольник, устройство которой считается одной из самых сложных. Конструкция имеет четыре одинаковых ската, но при желании их количество может изменяться, главное соблюдать симметрию. В этой статье мы расскажем, как состоит стропильная система шатровой крыши.

Калькулятор для расчета шатровой кровли предназначен для:

— расчета стропильной конструкции, — определения необходимого количества строительных материалов для стропил¹, — определения объема досок обрешетки², — расчета размеров деталей стропильной системы.

Расчет шатровой крыши

Нажмите на кнопку↑ для начала расчёта.

Укажите необходимые размеры в миллиметрах

Y — высота крыши, X — длина дома, Z — ширина дома, C — минимальный размер карнизного свеса, U — ширина стропил, W — толщина стропил, S — шаг стропил, O1 — ширина досок обрешетки, O2 — толщина досок обрешетки, R — шаг обрешетки.

Калькулятор для расчета шатровой кровли предназначен для:

¹ Стропильная нога (стропила) – основной элемент стропильной системы. Изготавливают чаще всего из бруса шириной 50-100 мм. и высотой 100-200 мм.

² Обрешетка предназначена для передачи нагрузки кровли на стропильные ноги.

Калькулятор для расчета мансардной крыши.

Виджет от SocialMart

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.

Конструкция вальмовой непроходной крыши

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.

Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.

В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:

Устройство и разновидности вальмовых крыш
  • висячие;
  • наслонные.

Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.

Конструктивные схемы висячих и наслонных стропильных систем вальмовых крыш

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:

  • полувальмовая 4-х скатная (датская);
  • двускатная полувальмовая (голландская);
  • шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
  • вальмовая с ломаным склоном.
Устройство и разновидности вальмовых крыш

Виды и особенности систем

Четырехскатные кровли в нашей стране пользуются большой популярностью, так как являются достаточно практичными. Благодаря отсутствию фронтонов, вместо которых располагаются вальмы, на них меньше оказывается ветровая нагрузка. Кроме того, они получаются прочными и симпатичными.

Надо сказать, что четырехскатные кровли бывают нескольких видов:

Виды и особенности систем

Виды четырехскатных крыш

Далее подробней рассмотрим как устроены все их виды.

Вальмовые

Виды и особенности систем

Вальмовая конструкция напоминает щипцовую, с той лишь разницей, что на торцах вместо фронтонов расположены вальмы, т.е. треугольные скаты.

Чертежи вальмового каркаса

Каркас вальмовой системы включает в себя следующие элементы:

Виды и особенности систем
  • Боковые стропила. Представляют собой основные несущие элементы, которые образуют боковые скаты. Нижней частью стропильные ноги устанавливаются на мауэрлат, а верхней – крепятся к коньковому брусу или друг к другу;
  • Фермы. Представляют собой треугольные конструкции, образованные двумя ответными боковыми ногами;
  • Коньковый узел. Место соединения двух ответных боковых ног, т.е. вершина фермы;

Коньковый узел является вершиной фермы

  • Коньковый прогон. Представляет собой центральный горизонтальную балку, соединяющую фермы;
  • Мауэрлат. Представляет собой балки, которые укладываются на стены по периметру дома. Задача мауэрлата заключается в том, чтобы принять на себя нагрузку от скатов, и равномерно распределить ее на стены;
Виды и особенности систем

Мауэрлат является основой, которая равномерно распределяет нагрузку на стены

  • Диагональные (накосные) ноги. Устанавливаются на углах скатов и выполняют несущую функцию, аналогичную коньку.
  • Нарожники. Это промежуточные ноги, которые снизу опираются на мауэрлат, а сверху – на диагональные стропила;

Нарожники крепятся к диагональным ногам

Виды и особенности систем
  • Центральные стропила. Устанавливаются по центру вальм, поэтому сверху опираются на торец балки.

Угол наклона трапециевидных и треугольных скатов может быть разным. Более крутые вальмы позволяют обустроить на чердаке жилое пространство.

Помимо основных элементов, сооружение может иметь дополнительные детали, повышающие ее несущую способность:

Виды и особенности систем
  • Стойки. Представляют собой вертикальные опоры, которые могут устанавливаться под коньковым брусом, стропильными ногами или прогонами;
Читайте также:  КИВ-125. Как установить клапан приточной вентиляции в стену

Подкосы и стойки увеличивают несущую способность конструкции

  • Прогоны. Горизонтальные балки, которые крепятся под стропилами;
  • Укосы, подстропильные ноги. Наклонные опоры, которые выполняют ту же функцию что и стойки;
Виды и особенности систем

Ригель – это балка, укрепляющая ферму

  • Затяжка, ригель. Горизонтальная балка, которая соединяет две ответные стропильные ноги. Может располагаться как возле конька, так и у самого основания, т.е. мауэрлата.

Наслонные сооружения передают нагрузку на внутренние стены

Виды и особенности систем

Надо сказать, что монтаж дополнительных деталей, увеличивающих прочность конструкции, выполняется при строительстве всех видов систем. Поэтому далее, чтобы не повторяться, я о них рассказывать не буду.

Строительство начинается с установки конькового бруса, который крепится к двум стоякам. Затем к нему крепятся накосные и все остальные ноги.

Шатровая кровля состоит из одинаковых треугольных скатов

Виды и особенности систем

Шатровые

Шатровая крыша включает в себя только треугольные скаты. Она может быть построена только на квадратном здании, так как основное требование к ней – абсолютная симметричность.

Схема устройства «шатра»

Виды и особенности систем

Устройство шатровой крыши во многом напоминает вальмовую, с той лишь разницей, что у нее отсутствуют фермы и, соответственно, горизонтальный конек. Поэтому диагональные и центральные ноги сходятся в одной точке. В результате она напоминает шатер.

Все диагональные ноги «шатра» сходятся в коньковом узле

Как правило, по центу сооружения устанавливается стойка, на которую и опираются все накосные стропила. Но, иногда стойку не используют, т.е. каркас получается наслонным.

Виды и особенности систем

Строительства сооружения начинается с установки стойки, которая может быть как временной, т.е. установленной на период строительства, так и постоянной. Затем устанавливаются ответные диагональные ноги, на которые опирается вторая пара ног.

Датская крыша имеет небольшой фронтон над вальмой

Полувальмовая

Виды и особенности систем

Полувальмовая или датская кровля имеет небольшой фронтон у конька. Под фронтоном располагается трапециевидный скат.

Устройство практически не отличается от обычного вальмового аналога. Единственное, к крайним фермам крепится опорная доска, которая, по сути, представляет собой усиленный ригель. Иногда опорную доску так и называют.

Уровень расположения усиленного ригеля определяет высоту фронтона. Чаще всего фронтон занимает третью часть вальмы.

Схема устройства датской кровли

Между опорной доской и мауэрлатом устанавливаются нарожники. Пространство между опорной доской и коньком, т.е. фронтон, зашивается досками или любым другим отделочным материалом. Сооружение собирается так же, как и описанный выше аналог без фронтона.

Нормативное регулирование

При устройстве крыши важно учитывать следующие факторы:

  • Наличие вентиляционного зазора между ветрогидроизоляционной мембраной (укладывается поверх слоя теплоизоляции) и покрытием на утепленных совмещенных крышах из штучных и листовых кровельных материалов.
  • Наличие пароизоляционной мембраны с внутренней стороны чердака или мансарды, перед слоем утеплителя. Она служит для защиты волокнистого теплоизоляционного материала от конденсата.
  • Несущие конструкции обычно сооружаются из пиломатериалов – сечение выбирается в зависимости от разновидности системы, веса «кровельного пирога» и предполагаемых эксплуатационных нагрузок.
  • Элементы безопасности подбираются с учетом вида и особенностей кровли – снегозадержатели, молниеотводы, лестницы, ходовые трапы и т.д.
  • При реконструкции существующей крыши проверяется состояние теплоизоляции – при недостаточной прочности и высокой влажности ее нужно полностью заменить. При удовлетворительных прочностных показателях утеплитель допускается просто просушить – для этого можно обустроить вентиляционные каналы в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях или полностью раскрыть гидроизоляционную мембрану (при наличии такой возможности) на определенное время.

Рисунок 2. Основные конструктивные детали кровельной системы

Преимущества и недостатки

  • Высокие аэродинамические характеристики, позволяющие надежно защитить крышу шатрового типа от сильных и шквалистых порывов ветра, без срывания кровельного материала и обрушивания чердачного помещения;
  • Наличие крутых скатов исключают процесс выполнения очистки кровли от снега и мусора;
  • Шатровая крыша позволяет расширить полезную площади дома и обустроить мансарду;
  • Придает оригинальный внешний вид любому сооружению;
  • Высокая прочность конструкции, надежная защита от промерзания и осадков.

Из недостатков следует отметить следующее:

Преимущества и недостатки

Рекомендуем к прочтению:Стропильная система двухскатной крыши

  • Большое количество расходного материала;
  • Отсутствие фронтонов предполагает установку мансардных окон, которые фиксируются непосредственно в скат.

Почему же четырехскатная крыша популярнее двухскатной?

«Зачем же лишняя головная боль и сложности?», — спросите вы: «Ведь можно соорудить простую двускатную кровлю гораздо быстрее и дешевле». Здесь мастера подчеркивают некоторые важные моменты в пользу выбора именно четырех скатов для крыши:

  1. Высокая ветроустойчивость. Четырехскатная кровля не имеет фронтонов, все ее плоскости наклонены к коньку. Такое строение минимизирует воздействие сильного ветра и сводит к «0» возможные разрушительные последствия.
  2. Наиболее удачное распределение нагрузки. Многоскатная кровля выдерживает максимальное количество осадков, так как пологие скаты принимают часть основной нагрузки. Поэтому, провисание, деформация и разрушение стропильной системы, в данном случае, имеют минимальную вероятность.
  3. Доступность выбора любого способа утепления крыши. Прямые фронтоны требуют особого подхода при выборе вида утепления крыши, так как расположены вертикально и подвержены продуванию ветром. Пологие скаты вальмовых и шатровых систем позволяют равномерно утеплить крышу любым доступным материалом.
Читайте также:  Как делать штробление стен в панельном доме своими руками?

Кроме перечисленных «плюсов», крыша с четырьмя скатами отлично сберегает тепло, может быть облицована любым кровельным материалом и всегда имеет аккуратный вид.

Расчет вальмовой крыши

Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:

  • ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
  • количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков – тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
  • вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
  • необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.

Таблица параметров расстояния между стропилами в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:

Таблица — угол наклона крыши в зависимости от кровельного материалаТаблица — угол наклона крыши в зависимости от типа покрытия

Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:

  1. сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
  2. затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
  3. далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
  4. на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
  5. полученная точка является заложением промежуточного стропила.

Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.

Материал подготовлен для сайта

Формулы для расчета вальмовой крыши

Высота конька Чертеж для расчета высоты конька вальмовой крыши
Длина конькового бруса

Длина дома минус его ширина

Чертеж для расчета длины конькового бруса вальмовой крыши
Длина центральных стропил (трапеции) Формула для расчета длины центральных стропил Теорема Пифагора
Длина рядовых стропил Рассчитывается аналогично длине центральных стропил
Удлинение стропила для формирования каркасного свеса Чертеж для расчета насколько необходимо удлинить стропила для свеса
Угол наклона рядовых стропил Формула для расчета угла наклона рядовых стропил Чертеж для расчета угла наклона рядовых (промежуточных) стропил
Длина диагональных вальмовых стропил Формула для расчета длины диагональных стропил Схема для расчета длины диагональных стропил вальмовой крыши
Нарожники (короткие стропила) Первое короткое стропило Чертеж для расчета 1-го короткого стропила вальмовой крыши
Второе короткое стропило Схема для расчета 2-го короткого стропила вальмовой крыши
Площадь вальмовой крыши Формула для расчета площади вальмовой кровли Чертеж для расчета площади вальмовой крыши

Как рассчитать площадь вальмовой крыши?

Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.

Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.

Расчет площади вальмовой крыши — формулы

Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.

Виды четырехскатных крыш

Несмотря на то что, монтаж четырехскатной крыши является сложной процедурой, все же именно такая конструкция отличается большой прочностью и надежностью. Специалисты выделяют несколько разновидностей кровель с четырьмя скатами:

Виды четырехскатных крыш
  • вальмовые;
  • полувальмовые (голландские и датские);
  • ломаные или мансардные вальмовые;
  • шатровые.

В связи с таким разнообразием стропильных систем четырехскатной крыши, стоит сказать несколько слов о каждом из вариантов, чтобы при выборе конкретного опираться на детали и факты.

Виды четырехскатных крыш

1. Вальмовая крыша. Пожалуй, это наиболее популярный вид кровли. Особенность его в том, что два ската имеют форму трапеции, а два других – треугольника. В углах схождения скатов образуются ребра, а так как это выступающие элементы, то снежные и ледяные массы зимой на такой крыше не задерживаются. Поэтому по практичности подобная конструкция не уступают двускатной системе, несмотря на то, что угол наклона здесь меньше. Вальмой принято называть треугольный элемент, который начинается от конька. Подобные конструкции не имеют переломов и все свесы заканчиваются на одной высоте.

2. Шатровая крыша. Особенность такой системы в том, что ребра всех скатов сходятся в одной верхней точке. Внешне такая крыша напоминает пирамиду. Каждый скат представляет собой равнобедренный треугольник. Несмотря на то что, элементы крыши практически идентичны, все же монтировать подобную конструкцию намного сложнее, чем вальмовую кровлю. Важно, чтобы стены строения имели одинаковую длину, то есть это хороший вариант для домов квадратной формы.

Виды четырехскатных крыш

3. Полувальмовая крыша. Полувальмовые кровли более сложны при монтаже, чем любая другая стропильная система четырехскатной крыши. За счет того, что трапециевидные элементы превращаются в шести- и восьмиугольники, а треугольные, то есть сами вальмы, могут приобретать вид трапеции. Чаще всего полувальмовая голландская кровля предполагает наличие коробки строения с выступающими фронтонами, то есть такие крыши устанавливаются на дома, где проектом предусмотрены выступающие вверх боковые несущие стены в виде трапеции. Подобная кровля нередко относится к разновидности двускатной крыши. Ведь стропила на длинной стороне опираются в мауэрлат, то есть являются капитальными, а торцевые части заканчиваются на трапециевидных фронтонах здания. Однако, здесь также, как и в вальмовой стропильной конструкции имеются пусть и небольшие треугольные скаты, то есть вальмы.

Виды четырехскатных крыш

Датские крыши также является разновидностью полувальмовой кровельной системы, а свое название они получили по той причине, что их можно часто видеть в архитектуре Дании. Отличие конструкции в том, что вальмы здесь сами имеют вид трапеции, которая упирается в мини фронтон. Основное преимущество полувальмовой кровли в том, что вместо специальных мансардных окон, здесь легко разместить классические оконные рамы. Датские вальмовые конструкции оборудуются небольшим и, чаще всего, холодным чердаком, а в Голландском варианте возможно соорудить более практичное и вместительное мансардное помещение.

Виды четырехскатных крыш

4. Ломаная четырехскатная крыша. Такие кровельные системы являются традиционными для архитектуры Восточных стран – Японии, Кори, Китая. Однако отличие от привычных нам кровель в том, что излом здесь делается от дома, свесы как бы загибаются к верху. Ломанные крыши часто называют мансардными вальмовыми, так как подобные конструкции позволяют отдать большое пространство под мансарду. Разумеется, стоит учитывать, что подобная стропильная система четырехскатной крыши дорогостоящая и достаточна сложна в проектировании.

Дополнительные опорные части накосных деталей

Для повышения прочности каркаса шатровой кровли и предотвращения провисание очень протяженных накосных стропилин, под ними размещают дополнительные опорные детали. Вид и количество таких дополнительных опор прямо зависит от протяженности пролета, перекрытого диагональной стропилиной:

  • для длины 7,5 м и меньше, жесткость стропилине диагонального типа будет обеспечивать подкос, размещаемый наверху пролета;
  • при длине 7,5-9 м размещается подкос, а внизу стропилины размещается опора-дополнение;
  • для длины более 9 м в центральной части стропилины размещается третья опора. Ее, по нормативам, можно упирать только в железобетонные плиты перекрытия.

Подкосы размещают под углом с произвольным значением в диапазоне 45-53 градусов.

Важно: шпренгели (и фермы) стойки размещаются только в вертикальном положении.

Монтаж кровельного покрытия

Для крыши шатрового типа не укладывают кровельное покрытие по одному градусу, например:

  • гибкая черепица монтируется при уклоне на 8−18 градусов;
  • асбестоцементные материалы монтируются при 14−16 градусах;
  • металлическая черепица монтируется при уклоне на 30−60 градусов.

Кроме основных кровельных материалов, можно применять и специфические виды, например, камышовые и тростниковые варианты. Надежность и долговечность такой кровли сводится к минимуму, особенно если регион находится в суровых климатических условиях.

В основном для сложной формы крыш используют гибкую и металлическую черепицу. Материал существенно дороже, но обладает высоким сроком службы. В первом случае для монтажа используется специальная газовая горелка. Материал наплавляется путем разогрева гибкой черепицы и основания крыши. А во втором случае закрепление листов выполняется при помощи шуруповерта и саморезов. Покрытие всегда производится снизу вверх.

Отходы кровельного покрытия будут большими, поскольку крыша имеет фигурную форму и без подрезки не обойтись. Это надо учесть при расчетах на расход материала.

Если работа будет проводиться в одни руки, то следует запастись терпением и силами. Ведь на всех этапах сборки кровельного изделия придется где-то поддержать брус или подать лист кровли. Поэтому желательно включить в работу еще одного человека, который станет помогать в сложных ситуациях. Однако если такая крыша будет предназначаться для маленькой беседки, то в таком случае можно справиться и своими силами.