Полувальмовая крыша: стропильная система, чертеж, фото

Традиционная вальмовая система крыши состоит из определенных элементов и узлов, которые устанавливаются одинаково и выступают основой для сложных крыш такого вида. На приведенном нами рисунке представлена такая конструкция, которая содержит следующие детали:

Когда используются висячие стропила

Необходимость применения висячих стропил бывает обоснованной при совокупности трех главных условий:

  • внутри строения отсутствует продольная несущая стена;
  • пролет перекрытия составляет около 6-10 метров;
  • устройство чердака или мансарды требуется по условиям технического задания.

Так как центральной опоры под коньком нет, стропильные ноги поддерживаются лишь в нижней части внешними несущими стенами. Элементы опираются на мауэрлат, уложенный по периметру дома, или на балки перекрытия. Конек же образуется посредством стыковки стропил, поддерживающих друг друга. Такая конструкция создает сильнейшее распирающее усилие, приходящееся на наружные стены.

Нейтрализовать распор помогают горизонтальные затяжки, выполняемые из деревянных брусьев или металлических профилей. Их можно устанавливать на разных уровнях, но следует учитывать тот факт, что чем выше будут укладываться элементы, тем бо́льшие нагрузки они испытают в процессе эксплуатации.

Для висячих стропил важными факторами являются: качество пиломатериалов и надежность креплений. По возможности, собирать стропильные фермы рекомендуется на строительной площадке с последующим их перемещением посредством подъемной техники. Их геометрия, в этом случае, окажется более правильной, а узлы – качественными. Но технология допускает монтаж стропильной системы и по месту, с использованием временных креплений.

Учитывая сложность и ответственность возведения вальмовой крыши с висячими стропилами, ее проектирование и устройство следует поручить профессионалам. Экономия в этом вопросе не уместна.

Вальмовая крыша – особенности стропильной системы

Стропила вальмовой крыши

Начиная монтаж кровли такого типа, в первую очередь, обращают внимание на стропильную систему, которую можно считать ключевым элементом всей кровельной конструкции. По сравнению с двухскатной крышей, устройство стропильной системы, предназначенной для вальмовой крыши, отличается своей сложностью. Для такой конструкции требуется устанавливать специальные стропила, ориентированные к углам стенок. В этом случае речь идет о стропильных ногах, которые получили название накосные диагональные.

Длина диагональных стропил намного длиннее традиционных. Диагональные стропила по сравнению со стандартными несут значительно большую нагрузку (приблизительно в 1,6 раз). Согласно проекту на них должны опираться «нарожники» — так называют более короткие стропила скатов. Устройство стропильной системы вальмовой крыши будет во многом зависеть от грамотного выбора древесины, используемой для стропил. Из-за того, что накосные стропила по своей длине значительно больше простой стандартной доски, то их изготавливают спаренными.

Производимый расчет вальмовой кровли, который предусматривает спаривание стропильных накосных ног, одновременно решает несколько проблем:

  • благодаря подобной методике появилась возможность пользоваться длинными неразрезными балками;
  • удвоенное сечение позволяет стропильной системе гарантированно воспринимать большие нагрузки;
  • благодаря сдваиванию стропил появилась возможность в унификации типоразмеров используемых деталей;
  • благодаря процессу спаривания диагональные стропила можно изготавливать из тех же пиломатериалов, которые применяются для изготовления стандартных стропил.

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли

В чем преимущества полувальмовой крыши

Необычная и немного странная, на первый взгляд, кровля с полувальмовыми скатами изначально появилась в Дании и Голландии, как наиболее оптимальный вариант, способный противостоять климату с большим количеством тумана, дождя и снега, частыми морозами и регулярным обледенением кровли и фронтов.

Поэтому в полувальмовой крыше изначально заложены некоторые особенности конструкции, позволяющие бороться с влагой:

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли
  • Дополнительные скаты отлично защищали верхнюю часть фронтона, примыкающего к коньку, от затекания воды, конденсирующегося тумана и сильных дождей с ветром;
  • Использование полувальм позволяло снизить давление воздушного потока на фронтоны в условиях сильного ветра;
  • Применение полувальмовой конструкции вместо полноценной четырехскатной крыши давало возможность уменьшить продольные габариты здания.
Читайте также:  Узел прохода вентиляции через кровлю: виды и особенности монтажа

На первый взгляд, это не слишком важно для современных реалий, но еще недавно укороченный полувальмовый скат кровли был решением проблемы в условиях очень плотной городской застройки. Дизайн дома с укороченной крышей оказался достаточно привлекательным, поэтому датская кровля с черепицей или полувальмовая ломаная крыша уже давно стали классикой архитектуры.

Важно! Полувальмы достаточно эффективно отражают напора ветра.

Если попытаться заменить полувальмовую крышу двускатной, с плоским фронтонами, то последние будут испытывать нагрузку в несколько сот килограммов, что может привести при сильном ветре к выдавливанию облицовки стены.

Недостатки крыши с полувальмами

Помимо изящного дизайна и неплохой адаптации к плохим погодным условиям, у данного типа конструкции есть и определенные недостатки. Прежде всего, высокий профиль крыши. Изначально полувальмовые каркасы крыш были очень высокими. В современных конструкциях высота конька определяется заказчиком. Но даже при небольшой высоте установки коньковой балки монтаж полувальмовой крыши значительно сложнее, чем в случае двухскатных стропильных каркасов классической схемы.

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли

Вторым существенным недостатком является увеличение количества швов и линий стыковки сопряженных скатов. В полувальмовой крыше их меньше, чем у шатровых или у классических четырехскатных схем, но все равно перечень мест для потенциальной протечки воды больше, чем у двухскатной системы.

Поэтому на верхние полувальмы крыш нередко устанавливают дополнительные козырьки, отражающие часть потоков дождевой воды и защищающие от намокания фронтоны и стены под ними.

Для четырехскатных полувальмовых крыш проектировщики нашли иное решение. Вместо козырьков они продлили две боковые скатные плоскости, в результате окно и верхняя кромка с планкой примыкания оказались под их защитой.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Вальмовая крыша своими руками, самостоятельно – вполне доступное решение, но требующее должного знания основных узлов соединения конструкции.

Соединение стропильных ног, в верхней точке, зависит от вида стропил. Они бывают:

  • Наслонные;
  • висячие.

Сверху, наслонные, опираются на ригель. В горизонтальной балке, для этого, делается врубка. Далее, производиться крепление гвоздями.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Наслонные стропилаВисячие стропила

Висячие-же стропильные ноги, не предусматривают ригеля. Они, как правило, применяются при организации свободной планировки и отсутствие центральной стены. Опоры, в подобном варианте, под местом соединения нет. Наклонные балки скрепляют, между собой, гвоздями. Дополнительно, в месте соединения, с обеих сторон стропильных ног, делают деревянные накладки, толщиной 220-250 мм. Указанные накладки стягивают, при помощи шпилек или болтов.

Чтобы качественно выполнить крепление стропил в нижней точке, в мауэрлате делается врубка. Наклонные элементы монтируются и крепятся, при помощи гвоздей или металлических уголков. Нарожники к накосным элементам монтируют, на одном уровне, встык.

Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам

Для сопротивления кровли ветровым нагрузкам, делают скрутки из проволоки. Их соединяют, в нижней части стропил, со стеной. В стену скрутка крепится на ерш – крепежное спецприспособление.

Во время строительства стен из деревянных стройматериалов, вместо скруток, не редко, применяют скобы. Скрутки или скобы устанавливаются через одну или на каждую стропильную ногу.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши – Монтаж

Построить стропильную систему правильно, с грамотным подбором сечения и шага стропил, значит соорудить надежную и долговечную кровлю.

ПОДЕЛИТЬСЯ В

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

Для того чтобы сделать четырехскатную крышу, необходимо правильно произвести расчеты и установить основные параметры кровли. Наиболее важно определить ее площадь, т.к. она определяет эксплуатационные нагрузки, размеры и количество стропил, угол наклона скатов, от которого зависит высота крыши.

Для возведения четырехскатной кровли обязательно разрабатываются детальные чертежи. Без знания точных размеров всех элементов кровли невозможно свести их в единое целое. Лучше всего создать 3D модель по специальной компьютерной программе. С ее помощью будут определены точные размеры всех деталей.

Читайте также:  Как правильно соединить металлопластиковые трубы при монтаже

Расчёт площади

Общая площадь кровли складывается из площадей 4-х скатов. В расчетах используются формулы для равнобедренных треугольников и прямоугольников.

В шатровой крыше общая площадь кровли составит S=4Sc=4(аха/2cosA)/2 =аха/cosA, где:

  • а – длина стены дома,
  • А – угол наклона скатов.

В вальмовой крыше общая площадь складывается из 2-х треугольников и 2-х трапеций: S=2(b+c)h/2 +2ah/2sinA = h(b+c)+ah/sinA, где:

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты
  • а – ширина дома,
  • b – длина дома,
  • с – длина конькового прогона (конька),
  • h – высота крыши над перекрытием,
  • А – угол наклона треугольного ската.

При расчете необходимо учесть длину свеса, который формируется со всех сторон кровли. Для этого к расчетной площади надо прибавить 3-5% в зависимости от длины свеса.

Расчет сечения стропил

Полный расчет стропильной системы достаточно сложен. Он учитывает все эксплуатационные нагрузки, длину стропил, угол наклона ската, шаг установки, реакции опор и другие факторы.

Самостоятельно проводить его не всегда возможно, а потому рекомендуется пользоваться строительными нормами.

Выбор сечения стропил основывается на прочностных свойствах материала с учетом коэффициента запаса порядка 0,8. В целом, расчет вальмовой кровли во многом аналогичен расчету двухскатной крыши.

Рекомендации по выбору сечения стропил с учетом некоторых факторов сведены в табл.1.

Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:

Длина стропила, м Размеры стропил, мм Шаг установки стропил, м
брус (спаренная доска) Бревно, диаметр
До 3 80х100 90х100 90х160 100 150 160 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
3- 4 80х160 80х180 90х180 160 180 190 1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
4- 5 80х200 100х200 200 200 1,1 – 1,4 1,4 – 1,8
5- 5,8 100х200 200 1,1 – 1,5
До 6,5 120х220 240 1,1 – 1,4

Длина стропила не превышает 6,5 м. При необходимости получения большей длины приходится делать сращивание и вводить дополнительные упрочняющие элементы.

Выбор угла наклона

Угол наклона скатов выбирается, исходя из снеговой и ветровой нагрузки, применяемых кровельных материалов и размеров чердачного помещения (мансарды). Он может колебаться в широких пределах – от 5 до 65°.

Для регионов со значительной снеговой нагрузкой необходим угол 45-65°. Причем при наклоне 60% нагрузку от снега можно вообще не учитывать, т.к. он не накапливается на крыше.

Однако с увеличением наклона повышается парусность сооружения, что снижает сопротивление ветру. Эту нагрузку можно не учитывать при угле менее 25°в. Для регионов, где возможны сильные ветра, наклон не должен превышать 45-48°.

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

С учетом свойств различных кровельных материалов и особенностей их наложения рекомендуются такие углы наклона:

  • мягкие, рулонные материалы – от 5 до 20°;
  • шифер, металл, асбесто-цементные листы – 12-65°;
  • керамическая черепица – 22-60°.

Важно также учитывать, что с увеличением угла наклона ската увеличивается высота крыши, а значит, и расход материалов. В каждом конкретном случае следует искать оптимальное соотношение между размером чердачного помещения и затратами на материалы.

Шаг стропил

Расстояние между стропилами или шаг их установки зависит от эксплуатационных нагрузок, а также размеров сооружения и самих стропил. Важное значение имеет вес кровельного материала. Кроме того, учитываются размеры элементов кровли или ширины рулонов мягких материалов.

Минимальные шаги необходимы для шифера, металла, черепицы. Они устанавливаются в пределах 0,6-0,8 м. При укладке мягкой кровли шаг увеличивается до 1,4-1,6 м.

Другой важный фактор – длина стропила. Так при длине более 4 м оптимальный шаг для мягкой кровли составляет 1-1,2 м.

Вентиляция вальмовой крыши

Вентиляция крыши так же важна, как и ее утепление. Поэтому вот некоторые советы по устройству вентиляционной системы вальмовой крыши.

В ветровой подшивке нужно сделать вход воздуха, а его выход ближе к коньку, сверху. Если подшивка ветровых выполнена из дерева, то ее доски можно разместить с зазором в несколько миллиметров. Если же подшивка выполнена из пластика, то ее элементы должны перфорироваться. Такие панели еще известны как софиты.

Если подшивка уже собрана плотно в готовом виде, то можно вставить в нее вентиляционные решетки небольшого размера. Они производятся с диаметром 5 см с сеточкой и любых цветов. Располагаются они приблизительно на расстоянии 80 см друг от друга по длине ветровой.

Выбор подходящего размера крыши и изготовление стропил

Изготовление деталей, которые несут на себе большую нагрузку, происходит из качественной древесины. На такой древесине должны отсутствовать сучки. Перед выполнением строительных работ дерево нужно тщательно просушить, по завершению сушки на дереве не должно быть трещин более 1\4 толщины всего бревна.

Если выбирать древесину, то для возведения крыши лучше всего подходят хвойные породы.

Можно использовать составные или спаренные стропила для постройки шатровой крыши.

Составные стропила: состоят из двух досок, которые раздвинуты на расстояние. Это расстояние должно быть равно ширине вкладыша.

Спаренные: их производят из досок, между которыми отсутствуют просветы.

На сечение у отдельных стропил воздействует несколько факторов:

  • Расстояние, определяющее расстояние между стропилами;
  • Под каким углом наклонена крыша;
  • Нагрузка, которой будет подвергаться крыша под воздействием снега;
  • Размер пролета и другие.

Выбор изоляционных пленок и утеплителя

Практически любая крыша, включая вальмовую нуждается в качественной гидро- и пароизоляции. Кроме этого, в изоляционный пирог кровли также включается утеплитель.

Пароизоляция

Пароизоляция кровли предназначена для защиты утеплителя от вредоносного влияния испаряемой воды. Благодаря ей исключается образование конденсата и переувлажнение теплоизоляционного слоя.

В качестве современных материалов для пароизоляции применяются полипропиленовая пленка, пленка с алюминиевой фольгой мембраны с различной паропроницаемостью.

К числу наиболее популярных производителей подобных материалов относятся компании Tyvek, Juta, Folder, Delta и др. помимо защиты от пара продукция этих фирм препятствует проникновению влаги и предупреждает тепловые потери.

Гидроизоляция

Гидроизоляция защищает строение от негативного влияния осадков. Качественные материалы не допускают проникновения влаги, даже при значительных перепадах температуры. Гидроизоляция не допускает сырости стен и образования плесени. Сегодня ранее широко используемые пергамин и рубероид вытесняются полимерными материалами.

Наибольшее распространение получили гидроизоляционные материалы Tyvek, Изоспан, Delta, Fakro и др.

Утеплитель

Среди современных теплоизоляционных материалов для крыш наибольшее распространение получил пенопласт или его жидкий эквивалент – пеноизол, а также минеральная вата.

Первый выигрывает в ценовом плане и доступности. В то время как экологически чистая минвата гарантированно сохраняет тепло, обеспечивает циркуляцию воздуха и позволяет утеплять наиболее труднодоступные места.

Полувальмовая крыша для жилого дома

Все скатные крыши имеют одну общую особенность – наличие чердачного помещения, которое при должной отделке можно использовать как жилое. Такая конструкция позволяет значительно расширить жилое пространство без пристройки. Полувальмовая крыша также обладает отличными техническими характеристиками: выдерживает мощные ветровые нагрузки и обеспечивает надежную защиту фронтов дома от осадков.

В зависимости от особенностей конструкции, полувальмовые крыши разделяют на два основных типа:

  • полувальмовая двухскатная крыша;
  • полувальмовая четырехскатная крыша.

Дом из красного кирпича с полувальмовой крышей

Вальмовая крыша своими руками пошагово – видео

В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.

После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши – длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ – от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.