Вальмовая крыша. Стропильная система вальмовой крыши.

Вальмовая — это четырехскатная крыша, две плоскости которой имеют форму равнобедренной трапеции (основные), а две другие — равностороннего треугольника (вальмовые). Скаты попарно зеркальны и могут располагаться как под равными, так и под разными углами. В квадратной вальмовой крыше все четыре грани имеют треугольную форму.

Дома с вальмовой крышей в частном домостроении хоть и не так распространены, как двухскатные, но все же достаточно популярны.

Преимущества дома с четырехскатной крышей:

• Привлекательный внешний вид;
• Всесторонняя устойчивость к ветровым нагрузкам;
• Кровля четырехскатной крыши имеет дополнительную жесткость за счет ребер, образуемых на месте стыка сторон;
• Отсутствие необходимости очистки от снега;
• Равномерность передачи тепла помещениям.

Совет! Идеальное решение для районов с разнонаправленными ветрами.

Недостатки:

• При сооружении вальмовой крыши своими руками верные вычисления требуют большего времени;
• Увеличенная стоимость;
• Сложность устройства вальмовой крыши;
• Сокращение подкрышного пространства из-за наличия четырех наклонных граней.

Типы стропильной системы вальмовой крыши

• Висячая. Используется при небольшой ширине здания (до 10 м.). Этот вариант идеально подходит для крыш с мансардой. Так как стойки и другие укрепляющие элементы не загромождают пространство. Стропила в таком случае опираются на балки перекрытия или на специально сооруженный пояс по периметру, а сверху — друг в друга. Чтобы уменьшить распирающие силы, скрепляются досками.

Важно! При таком способе устройства угол наклона должен быть более 40 градусов.

• Наслонная. Требует наличия дополнительной опоры. Используют для зданий значительной ширины или имеющих внутренние несущие стены. По стенам укладывают брус (лежень), в который в дальнейшем упираются опорные столбы, поддерживающие составные части перекрытия. Сверху наслонные стропила упираются в коньковую балку, а снизу — в укрепленный пояс. Конструкция четырехскатной крыши при использовании данного типа получается прочной и надежной.

Используемые элементы

Каркас четырехскатных крыш включает в себя:

• Мауэрлат — балка, располагаемая по периметру. Служит для создания дополнительной прочности, а также для равномерного распределения нагрузки. Для деревянных зданий мауэрлатом служит последний ряд бревен.
• Лежень — брус, устанавливаемый по несущим стенам в пределах здания. Служит опорой для коньковых стоек.
• Конек четырехскатной крыши — расположенный горизонтально опорный брус, к которому крепятся верхние части стропил. Является верхним ребром конструкции, обеспечивающим распределение осадков.

• Стропила:

1. Диагональные — длинные стропильные ноги, образующие боковые стороны вальмовых и трапециевидных граней.
2. Центральные — имеют одинаковую высоту, упираются на конек, балки перекрытия или мауэрлат. Установка стропил этого типа производится в центральной части треугольных скатов и в прямоугольной части основных.
3. Укороченные (нарожники) — завершают вальмы и маленькие треугольники по краям трапеций. Высота их уменьшается по мере приближения к углам постройки.

• Вспомогательные укрепляющие элементы конструкции вальмовой крыши:

• Затяжка — доска, соединяющая противоположные стропильные ноги и препятствующая их расползанию.
• Подкос — стойка, фиксируемая под углом. Объединяет элементы, перераспределяя нагрузку на опору.
• Шпренгель — т-образный элемент, укрепляющий угловые соединения.
• Прогон — размещается параллельно коньковой балке, соединяет две или более стропильные ноги.
• Стойка — вертикальный брус, передающий напряжение от конька несущим стенам.

Разработка проекта вальмовой крыши

Если при обустройстве двухскатных кровель, имеющих стропила одинаковой высоты, в стадии планирования можно обойтись эскизом, то составлением проектов домов с вальмовой крышей нельзя пренебрегать. Сложная форма, разная высота составных частей требуют тщательной подготовки и составления пошаговой инструкции.

1. Первым дело следует сделать замеры или взять значения из плана, который использовался при постройке.
2. Выполнить чертеж в масштабе, позволяющий наглядно оценить облик здания.
3. Определиться с конфигурацией кровли. Могут помочь при выборе типа четырехскатной крыши фото готовых домов.
4. Выбрать угол наклона вальмовой крыши. Оптимальным считается угол лежащий в пределах 20-45 градусов. Выбор его зависит от природных условий региона, необходимости обустройства чердака и вида материала кровли.
5. Определиться с шагом стропил. Как правило, выбирают значение от 0,4 до 2,0 м.

Важно! К выбору шага следует отнестись внимательно, чтобы с одной стороны не удорожить смету, а другой — не ослабить конструкцию.

6. Подобрать длину конька. Расстояние от вальмов до края коньковой балки должно быть одинаковым. Зачастую длина ребра вычисляется путем вычитания ширины сооружения из его длины.

7. Вынести ключевые узлы стропильной системы в отдельный чертеж для наглядности.

Расчет стропильной системы четырехскатной крыши

Чтобы упростить расчет крыши, следует разбить ее на простые геометрические формы. Вальмы имеют форму равнобедренного треугольника, а трапециевидные скаты — представляют собой прямоугольники с треугольниками по краям.

Для примера вычислим параметры кровли дома, размером 6 на 8 метров, покрытой металлочерепицей. Углы примем равными 35 градусов, подходящими для выбранного материала, а шаг стропил — 1,0 м.

На чертеже нужно указать размеры и выделить необходимые для вычислений фигуры (рис. 1).

1. Высота конька вальмовой крыши (АГ) вычисляется по формулам прямоугольного треугольника.
   АГ = ВГ * tg α = 3,0 * 0,7 = 2,1 м.
   

Внимание! Можно начать вычисления, зная высоту расположения конькового бруса от поверхности дома. В таком случае находится тангенс угла (tg α = АГ / ВГ), после чего по таблицам значений тангенсов определяется соответствующий угол.

2. Высота центральных стропил (АВ) рассчитывается по теореме Пифагора.
АВ = √АГ² + ВГ² = √2,1² + 3,0² = 3,66 м.

3. Высота диагональных стропил (АБ) определяется по этой же формуле.
АБ = √АВ² + ВБ² = √3,66² + 3,0² = 4,73 м.

4. Длину конька принимаем равной 2,0 м. По принципу, описанному выше — длина постройки минус ее ширина.

5. Высоту нарожников легко вычислить, рассмотрев отдельно прямоугольные треугольники чертежа (рис. 2).

А₁В₁ = 2/3 * АВ = 2/3 * 3,66 = 2,44 м.
А₂В₂= 1/3 * АВ = 1/3 * 3,66 = 1,22 м.

6. После подсчитываем площадь четырехскатной крыши, определив площадь простых геометрических форм.
Площадь треугольника = ½ * ДБ * АВ = ½ * 6,0 * 3,66 = 10,98 м²,
S трапеции = ½ * АВ * (АЕ + БЖ) = ½ * 3,66 * (2,0 + 8,0) = 18,3 м²,
S крыши = 10,98 + 10,98 +18,3 + 18,3 = 58,56 м²

7. Узнав итоговую площадь, можно рассчитать необходимое количество кровельного материала, а также количество досок для обрешетки.

Строительство четырехскатной крыши: пошаговая инструкция.

1. Подготовка. Укладка балок перекрытия, очистка стен от крупного мусора.

Важно! На этом этапе все деревянные материалы следует обработать антисептическими и огнеупорными растворами.

2. Монтаж вальмовой крыши начинается с укладки мауэрлата и лежня (при необходимости). Они изготавливаются из деревянных или металлических балок, сечением от 10 до 20 см. Крепятся анкерами или шпильками, вмурованными в последний ряд кирпичей или в заранее оборудованный армированный пояс. Перед укладкой деревянный мауэрлат нужно обернуть в гидроизоляцию, чтобы защитить его от внешних воздействий и последующего разрушения. По готовности размечаются места установки составных кровли.

3. Монтаж опорных стоек и коньковой балки.

Внимание! При устройстве висячей стропильной системы на данном этапе устанавливаются временные крепления. Они демонтируются после установки пары «ног», скрепленных между собой затяжкой.

4. Монтаж стропил. На балку укладываются и закрепляются центральные стропила.

5. Следующим этапом производится установка диагональных стропил. Если длины пиломатериала не хватает, доски сращивают.

6. Монтаж нарожников. В некоторых случаях их длина заранее не вычисляется. Доски подпиливаются уже во время сборки.

Важно! Крепление стропил всех видов должно быть прочным и надежным. Для этого в деревянных частях делаются врубки, а после используются гвозди, металлические уголки и скобы.

7. Сооружение вспомогательных частей. В зависимости от видов узлов, требующих дополнительного укрепления, устанавливаются затяжки, шпренгели или подкосы.

8. Пароизоляция (пароизоляционные пленки, диффузные мембраны). Необходима, чтобы защитить теплоизоляцию от конденсата, образующегося в процессе эксплуатации. Укладывается внахлест, крепится к стропилам степлером.

9. Теплоизоляция (минеральная вата, пенополистирол или пенополиуретан). Утеплитель укладывается между стропилами в шахматном порядке.

10. Гидроизоляция (мастика, ПВХ-мембраны и пленки). Защита от атмосферных осадков расстилается внахлест, стыки проклеиваются.

11. Крепление обрешетки. Для твердых кровельных материалов используется доска, располагаемая перпендикулярно стропильным ногам с определенным шагом. Закрепляется гвоздями или саморезами. Для мягких материалов — используют сплошную обрешетку из фанеры или ОСП плит.

12. Укладка кровельного материала, соблюдая рекомендации производителей.

Строительство вальмовой крыши задача не из легких. Надеемся, что данная статья поможет без труда сделать четырехскатную крышу своими руками с минимальными денежными и трудовыми затратами, и с качественным итоговым изделием.