Вальмовые крыши: устройство стропильной системы

Сложно назвать более важную часть здания, чем крыша. Её выбирают с учетом погодных условий и материалов, которые должны обеспечить ей долговечность и надежность. Само собой разумеется, что привлекательность внешнего вида кровли тоже играет не последнюю роль. При всем разнообразии сегодняшнего выбора необычность крыш вальмового типа заслуженно ставит их на одно из первых мест по приданию привлекательности любому из частных домов.

Вальмовая крыша состоит из двух наклонных поверхностей, которые имеют формы трапеций, плюс пару скатов меньшей длины, которые выполнены в форме наклонного треугольника.

Вальмовые кровли прекрасно сопротивляются ветровой нагрузке и в общем обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

На стадии проектировки нужно соответствие:

• выбора оптимального материала для обустройства кровельной конструкции;
• определения интенсивности осадков, характерных для места постройки;
• установки средних и максимальных показателей сопротивления ветрам.

Учитывая приведенные выше показатели, можно рассчитывать оптимальное значение угла наклона скатов и высот кровельной конструкции.

Чтобы выполнить расчеты и составить проект, можно воспользоваться услугами специалиста или подобрать проекты в открытом источнике. Имея должные навыки, упомянутые мероприятия проводятся самостоятельно.

Крыша, про которую идет речь, сконструирована своеобразно. Больший скат используется на любой крыше, но короткий делает такую конструкцию достойной внимания.

Если пробовать составить схему вальмовой кровельной конструкции самостоятельно, нужно пользоваться разметочной рейкой и таблицами Пифагора.

Опорой для стропил крыши вальмового типа служит так называемый «мауэрлат» и коньковые балки.

Состав кровельного «скелета» следующий:

• Опорное основание (мауэрлат). Изготавливается из бруса 100х150 мм либо 150х150 мм. Это зависит от конструкционных особенностей дома. Крепеж мауэрлата в горизонтали обеспечивается четырьмя укосинами, которые придают всей структуре жёсткость. Мауэрлат изготавливают из толстого бруса и крепят к верхнему торцу стены с помощью шпильки либо нагеля.
• Стойки устанавливают вдоль центральной оси перекрытий по их длинным сторонам и укрепляют с помощью временных подпорок. Впоследствии к ним крепят коньковые брусы. Высоту их выбирают в зависимости от углов наклона ската. Соответственно, стойки тем выше, чем меньше углы между стропильными ногами.
• Коньковый брус – это верхние горизонтальные перекладины, которые лежат на стойке и служат в качестве опор стропил. Коньковые брусы крепят к стойке, они служат опорами основного стропила.
• Основное стропило имеет опору на мауэрлате и коньковом брусе и закреплено на них специальными стальными оцинкованными пластинами.
• Диагональное, или накосное стропило идет от конца коньковых брусов к углу зданий. Временное крепление стойки убирают, когда все диагональные стропила установлены.
• Нарожник крепится снизу к мауэрлату, а сверху – к накосным стропилам. Используются как продолжение плоскости основного ската. Имеют промежуточные расстояния, как и между стропилом.

• Шпренгель. Идёт от укосины мауэрлата к диагональному стропилу и обеспечивает усиление кровли.
• Подкос. Нужен для усиления сопротивляемости кровли ветру. Теоретически устанавливается с наветренной стороны (от «розы ветров»). Практически же подкос используется с любой стороны.
• Обрешётки. Выполняются внутри по стропильной ноге и определяют базу кровельного «пирога». Конструкции стропильных систем включают некоторые важные элементы со строго определёнными функциями для каждого.

Преимущества:

• Если сравнивать с двухскатной кровлей вальмовая сопротивляется ветру минимально. Из-за всех наклонных скатов ветер не давит на фронтон.
• Конструкция имеет большую жесткость из-за наличия углового ребра, соединяющегося на опорных балках коньков.
• Имеются выступающие свесы, которые дополнительно защищают стены.
• Большая эстетическая привлекательность.

Недостатки:

• сложные расчеты и монтаж;
• дороговизна;
• маленькое чердачное помещение;
• отсутствие мансарды;
• солнечный свет проникает только через специальные окна.

Рассматривая типы вальмовых крыш, необходимо учитывать их разновидности, выбор которых влияет на устройство стропильных систем.

• Классический тип. Диагональные ребра опираются на опорные балки коньков, свесы расположены на одном уровне по высоте. Фронтон треугольный, скат – трапециевидной формы.
• Шатровый тип. Опорная балка конька отсутствует. Диагональное ребро смыкается концами в одной точке, к ребрам примыкает рядовое короткое стропило. Так строят крыши, если здание в вертикальной проекции представляет собой квадрат.
• Полувальмовый тип. Фронтоны вертикальные, в них устанавливают оконные проемы. Существуют две разновидности полувальмового типа – голландская и датская.
• Ломаный вальмовый тип (мансардный четырехскатный). Представляет наибольшую сложность при строительстве, поскольку скаты разной площади и имеют различные углы наклона. Такой тип дает возможность рациональной организации внутреннего подкровельного пространства и позволяет придавать крыше необычную внешность.

Вопрос выбора типа вальмовой кровли зависит только от предпочтений владельца, а точнее – от толщины его кошелька. Скажем, двускатные окна обойдутся не дешевле, чем обычные, а металлочерепица на крыше веранды будет дороже другого материала.

Рассчитывают стропильную систему, учитывая следующие предпосылки:

• Ветровые нагрузки. Чем сильнее ветер – тем положе делают скаты, что, в свою очередь, усиливает всю конструкцию.

• Осадки. Чем больше их выпадает, тем отвеснее делают скаты, избегая излишнего веса снега/дождя, который собирается на крыше и создает давление на стропила.

• Тип материалов, из которых изготовлена кровля. Это необходимо учесть на стадии проекта.

• Утепление кровли. Здесь расстояние между стропилами будет зависеть от того, какова ширина полосы материалов, с помощью которых будет производиться изоляция.

Наклоны углов скатов определяют заложения стропила. Соответственно, заложения промежуточных стропил рассчитывают так:

• верхняя обвязка стены торца маркируется осевой линией;
• потом вычисляют полтолщины балки конька и наносят линию определения первого центрального промежуточного стропила;
• потом совмещают окончание рейки и линию маркированного центра промежуточного стропила;
• маркируют другой конец рейки внутренней линией сторонней стенки;
• получают точку, которая и будет заложением промежуточного стропила.

Пропорцию длины стропила и его заложения рассчитывают при помощи коэффициента, который находится в зависимости от углов скатов. Длины стропильных ног определяют посредством перемножений закладки на коэффициент.

При покупке материала для кровли необходимо знать ее общий метраж. Обычно для этого ее общую площадь условно разбивают на части в форме простых геометрических фигур и делают расчеты на каждую.

Таким образом заранее определяются финансовые затраты на кровельный материал и на строительство и определяется нужда в обустройстве и точная конфигурация обрешеток.

Как итог – появится схема-чертеж стропил.

Разработать предварительную схему возможно и своими руками, а вот чертежи предпочтительнее доверять специалисту. Нужно иметь в виду, что сложная конфигурация кровли требует точного выполнения расчетов стропил и материала. Все эти детали сильно повлияют на цену и время выполнения монтажа.

В чертежи должны входить указания назначений материалов, места их установок и способы крепежа. Самые важные фрагменты стропил стоит выносить в отдельные чертежи и описывать их в деталях.

Заготовка стропил – это самый сложный и трудоемкий этап, потому что существует:

• необходимость обеспечить заданный угол стропильной ноги;
• разная длина нарожника (короткого стропила);
• наличие диагонального стропила (накосного), которому уделено специальное отношение.

Накосное стропило несет более значительные нагрузки, чем основное, по этой причине требует изготовления из материала более высокого качества. Также длины диагонального стропила превышают стандартные.

Технология сращивания имеет следующие плюсы:

• получают неразрезные балки заданной длины;
• увеличивают прочность диагональных стропил по причине больших (удвоенных) сечений;
• упрощается расчет и покупка материалов (унифицируются размеры длины и сечения);
• появляются возможности использовать доски, которые предназначены формировать рядовые стропила

Мауэрлатом называют деревянные брусья с большим сечением (100х100 и 100х150 мм), которые монтируют вдоль периметра дома. Для него используют древесину высшего качества.

Особенности монтажа мауэрлата в том, что брус соединяют по длине внахлест, а не встык, а к стене он крепится, используя множество соединительных областей с основанием стен. Места соединений усиливают с помощью металлических скоб.

Мауэрлат служит базой стропильной ноги и ему необходима защита от намокания. Поэтому стена от бруса отделяется гидробарьером (можно использовать рубероид/толь и т. п. ).

Если дом кирпичный, (газобетонный, пенобетонный, арболитовый) мауэрлаты укладывают на предварительно залитый железобетонный слой, в который заранее устанавливают монтажные шпильки. Они имеют диаметр 10 мм и выше и должны выходить за уровень мауэрлата на 25-35 мм с шагом 1100-1300 мм.

Прогоном называют балку, которую устанавливают параллельно мауэрлату. Он работает в качестве основания при монтаже дополнительной опоры под стропильную ногу. Обустройство прогонов – необязательный этап работы, и выполняют его при строительстве вальмовой крыши большого метража или со сложной конфигурацией.

Монтировать конек необходимо, только сопровождая его точным замером. На коньковую балку опирается кровля, поэтому необходимо правильно устанавливать ее и проверять по уровню высоты.

На этапе установки стропильной ноги имеет место расхождение мнений в отношении последовательности операций. Поэтому возможно выделение двух направлений:

1. Монтируют центральное стропило, а затем диагональное. Это более простая последовательность.
2. Монтируют диагональное стропило, потом остальные.

Низ стропильных ног стоит на мауэрлате. Чтобы соединение было жестким, есть смысл усиления соединительных узлов с помощью металлических элементов (скоба, пластина, уголок).

Диагональное стропило испытывает значительную нагрузку, поэтому его усиливают, используя такие средства, как:

• Установку стоек. Монтируют на перекрытия перпендикулярно.
• Установку подкосов. Монтируются под углами. Углы не имеют определяющее значение. Важно, что подкос усиливает диагональные стропила.
• Шпренгелями называют Т-образные короткие балки, развернутые на 180 градусов. Используются при значительной длине пролета и устанавливаются так, чтобы основания шпренгелей были ориентированы поперек диагональных стропил.

Рядовое стропило устанавливают так же, как центральное, которое формирует край трапеций. Нижние части опираются и крепятся на мауэрлате, а верхние упираются в коньковые балки.

Нарожник изготавливается строго из целого куска материала. Там, где он примыкает к длинным стропилам, отмечают врубку или устанавливают опорную балку. Область примыкания усиливается с помощью металлических элементов.

Конструкция кровли и обустройство соединений обуславливают набор инструментария, который необходимо подготавливать перед началом работы.

• При работах с древесиной будут нужны уровни, ножовки, молотки, рулетки, разметочные шнурки, степлеры.
• При работах с металлом понадобится электродрели, клепальщики, ножницы по металлу.

Для упрощения замеров и возможности унифицировать размер деталей рекомендуется замена рулетки на замерную рейку. Такую фанерную конструкцию чаще всего предлагают сделать на ширину 50 мм.

Работы производят этап за этапом и спешке тут не место. Необходимо тщательно продумывать каждый шаг, поскольку конструкции вальмовых крыш сложны. В этом разрезе пошаговую инструкцию привести также вряд ли представляется возможным, так как взгляды мастеров на те или иные моменты монтажа слишком разнятся. Доступны лишь общие рекомендации.

Сперва нужно приготовить древесину, обработать ее с помощью антисептических растворов и тщательно высушить. По готовности приступают к строительству.

Монтировать систему стропил нужно начинать с укладки мауэрлатов на несущие стены. Они должны размещаться на слои гидроизоляции. Укладку мауэрлатов производят с помощью анкерных креплений. Затем их размечают в соответствии с расчетами. Для обеспечения точности и заметности разметки используют яркий маркер. Симметричность маркировки очень важна для симметричности монтажа балок перекрытий и остальных элементов. Затем укладывают перекрытие из балок. Их можно монтировать на стену около мауэрлата либо на закрепленные брусья.

Затем мауэрлат скрепляют с помощью затяжек. Они призваны способствовать перераспределению нагрузок.

По завершению укладки балок перекрытий рекомендуется накрывать их при помощи дощатого настила. Настил не крепят к балке. Он необходим для комфорта и безопасности работ.

Следующий этап – установка стойки. Она крепится с помощью затяжек либо на балку перекрытий. Стойка крепится в верхней части с помощью балки конька, к балке же прикрепляется центральная нога стропил от торцов. Затем размечают и прикручивают промежуточное стропило с фронтального ската.

После этого идёт диагональное стропило, которое соединяет коньки и угол. Иногда здесь устанавливается дополнительная стойка. На диагональном стропиле закрепляют нарожник (короткое стропило). Они устанавливаются на той же дистанции, как и промежуточные. В конструкцию можно встроить поддерживающий либо усиливающий элемент (подкос, шпренгель, ветровую балку).

Полувальмовые крыши (они обычно относятся к голландскому и каркасному виду построек) выглядят иначе и допускают при монтаже карнизов торцевого ската расположение окон несколько выше, чем фронтальные. Строительство такого типа крыш, как правило, производится тогда, когда запланировано устроить внутри ее мансардного пространства жилую зону.

Проведение вентиляции холодного чердака является интересным вариантом, так как при отсутствии отопления конденсация влаги будет незначительной, но удаление ее в любом случае необходимо.

Этапы строительства вальмовой крыши смотрите в следующем видео.