Вальмовая стропильная система

Вальмовая стропильная система

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.

Характерные особенности вальмовой крыши

Вальмами называются торцевые наклонные скаты, имеющие форму треугольника и заполняющие участок от конька до карниза. Они располагаются между двумя основными трапецеидальными скатами. Конструкция вальмовой крыши значительно сложнее двускатной, имеет дополнительные опорные узлы и наклонные ребра. Возводится она двумя способами:

  • с наслонными стропилами – более простой способ, требующий наличия средней несущей стены;
  • с висячими стропилами – при отсутствии центральной, коньковой опоры.

Разновидностями вальмовых крыш являются шатровые и полувальмовые конструкции. В первом случае все скаты имеют форму треугольника. По количеству их может быть четыре и более. Во втором случае наклонные торцевые элементы не доходят до карниза, обрываясь выше нижнего уровня основных продольных скатов. Очертания последних имеют сложную форму, совмещающую в себе прямоугольник и трапецию.

Вальмовая крыша с висячими стропилами должна образовывать уклон порядка 40-60 градусов. Такие конструкции способствуют лучшему схождению снега в зимний период, что означает снижение временных усилий на стропильную систему, а также предотвращают вероятность появления протечек при сильном дожде. В то же время, приходится учитывать увеличенный расход материалов при монтаже крыши и парусность завышенной кровли, влияющую на ветровые нагрузки. Принимая во внимание данные факторы, специалисты утверждают, что приведенные границы угла наклона являются оптимальными. Более точные цифры могут выбираться, исходя из эстетических соображений и размеров мансардного этажа.

Система висячих стропил не имеет конькового прогона. Жесткость обеспечивают верхние ригели, связывающие отдельно устанавливаемые парные ноги в единое целое. При монтаже крыши необходимо четко соблюдать размеры элементов и места расположения стыковочных узлов, а также выверять плоскостную вертикальность собираемых стропильных ферм.

Симметричность и правильную геометрию вальмовых участков крыши обеспечивают крайние стропила, расположенные на одинаковом расстоянии с обоих торцов дома.

В пролетах:

  • до 6 метров допускается использовать только нижние затяжки;
  • до 7,5 метров устанавливаются дополнительные верхние ригели;
  • до 9 метров верх стропильных ферм связывают стойками (бабками) с нижними затяжками;
  • до 10 метров систему усиливают еще и подкосами.

Чтобы крыша после монтажа не оказалась перекошенной, еще до начала устройства системы висячих стропил следует проверить горизонтальность мауэрлата или балок перекрытия. При необходимости, выполняют корректировку их пространственного положения. Данный этап работ является очень важным, поэтому отказываться от него нельзя ни при каких обстоятельствах.

Диагональные стропила

Для образования вальм, по углам дома устанавливают наклонные, или накосные стропила. От их грамотного расположения зависит правильность геометрической формы вальмовой крыши и равномерность распределения нагрузок. По сравнению с рядовыми элементами, диагональные стропила работают в усиленном эксплуатационном режиме, поэтому к ним предъявляются повышенные требования, связанные с прочностью и надежностью.

В зависимости от конструктивных особенностей, накосные ноги либо упираются в мауэрлат или угловую балку (распорная система), либо опираются на них (безраспорная система). В верхней части крыши диагональные стропила пристыковывают к коньку, а на них, в свою очередь, крепят полуноги, или нарожники.

Для монтажа накосных элементов используют клееный брус или сращённые доски. Укрепляют вальмовую конструкцию за счет стоек и подкосов. Для их упора, под углом к двум сопряженным стенам укладываются промежуточные балки – шпренгели.

В качестве креплений в стропильной системе применяются металлические пластины, проволочные скрутки, деревянные накладки, хомуты. Их фиксируют гвоздями, болтами и шурупами. Подробные схемы узлов, расчеты, общие чертежи и рекомендации по монтажу вальмовой крыши с висячими стропилами прилагаются к проектной документации.

Конструкция кровли имеет важный аспект при возведении здания. Ведь надежная защита жилья от влаги – это залог комфорта жильцов и обеспечение сохранности дома. В нынешнее время в сфере строительства большую популярность приобретает вальмовая крыша. Рассмотрим её стропильную систему.

На конструкции такой крыши можно увидеть четыре ската.

Сами вальмы имеют треугольную форму. Главным преимуществом такой конструкции является небольшой расход материалов на ее сооружение, при этом результат получается вполне эстетичным.

Основные принципы стропильной системы

Устройство стропильной системы вальмовой крыши не многим отличается от устройства стропил двускатной, но все же есть некоторые важные нюансы.

  1. Одно из главных правил – использование древесины хвойных пород деревьев. Чтобы технология соблюдалась по всем правилам, то перед возведением крыши нужно весь лесоматериал тщательно обработать и просушить. Влажность древесины не должна превышать двадцати процентов.
  2. Издержкой конструкции является вероятность того, что понадобятся стропила большой длины, которые бывает сложно найти. Когда не удается найти нужный материал, проводят сращивание стропильных ног. В этом случае нужно соблюдать все инженерные нормы, разработанные на чертеже.
  3. Обязательным этапом подготовки материала для строительства является антисептическая обработка. Ее осуществляют за несколько дней до использования стропил.

Устройство стропильной системы включает:

  • накосные элементы (устанавливаются по направлению к диагоналям или к углам проемов стен)
  • нарожники;
  • трапеции элементов ската;
  • ригели;
  • подкосы и стойки;
  • шпренгели;
  • прогоны и лежни.

Большое силовое воздействие приходиться на диагональные накосные стропила. Они выполняют роль опоры для нарожников – стропил, укороченных по длине. В случае, когда ширина строения составляет более 4,5 метров, стропильные компоненты крепят несколькими элементами, после этого они становятся составными изделиями.

Для предотвращения возникновения распоров на участках, где происходит взаимодействие нижней опоры с плоскими стропильными элементами, делают горизонтальный уровень. Тогда можно применять такие виды взаимодействия с опорой:

  • на нижнюю опору, на верхние венцы или на обвязку верхнего типа;
  • на балку, врезанную в дополнительный брус на нижней опоре.

Если врезаться в нижнюю опору, то она существенно потеряет прочность и это будет нецелесообразно. Лежень играет роль опоры для подкосов и стоек, поэтому его монтируют на кирпичные столбы или на внутренний проем стены. Практикуется еще один вариант – крепление методом подгона подкладок, которые изготавливаются из дерева.

Правила возведения вальмовой конструкции

Строительство вальмовой крыши обязательно должно проводиться с учетом расчетов и разметок. Для увеличения экономического эффекта при планировании бюджета на строительство расчеты являются ключевым аспектом возведения. Итак, для того, чтобы узнать длину и площадь стропил нужно:

  • рассчитать толщину конька и провести разметку расположения первого конструктивного элемента;
  • провести разметку осевой линии по верхней части карниза, определить положение коньков бруса;
  • уложить один конец измерительной рейки на размеченную линию, другой – на линию боковых стен, таким образом определить место расположения промежуточного стропила;
  • применить измерительную рейку для расчета длины стропильного свеса;
  • повторить описанный алгоритм для остальных стен и выяснить места установки всех коньковых брусов и стропил.

Чтобы строительство четырехскатной вальмовой крыши было правильным и качественным, нужно запастись терпением. Работы начинают с проведения разметки, при этом учитывают все основные правила возведения кровли. Для снижения погрешностей в измерениях и увеличения продуктивности процесса используют измерительную рейку. Ее можно изготовить и самостоятельно, использовав фанеру и металлические планки, шириной около 50 мм.

Чтобы облегчить все расчеты, применяют специальную таблицу коэффициентов для строительства вальмовой крыши. Эта таблица создана с учетом углов наклона, длины промежуточных и угловых стропил. Применяя данные из таблицы можно за короткое время выполнить все необходимые расчеты длины стропил и зафиксировать полученные данные в бюджете на строительство.

Разметка мест, где будет проводиться фиксация стропил, проводиться с особенной точностью. Процедура включает в себя отметку ключевых точек на нижней обвязке здания и по центрам бруса конька. Именно там будет уложены центральные стропила.

Доски для стропильной системы должны иметь не меньше 50 мм толщины. Важно учитывать тот факт, что они должны выдерживать нагрузки от снега, ветра, а также удерживать собственную массу.

Общие характеристики вальмовых и полувальмовых крыш

Классический вариант вальмовой крыши в основном использовался на высотных зданиях, поэтому практически все многоэтажки имеют именно такой тип кровли. В последнее время вальмовые и полувальмовые конструкции стали применять и в частном домостроении, их непростая конфигурация позволяет подчеркнуть индивидуальность дома посредством оригинальных архитектурных решений.

По типовой схеме вальмовая крыша состоит двух скатов трапециевидной формы, они составляют основную часть крыши и двух треугольников, представляющих собой некое подобие наклонного фронтона. Несколько экстравагантнее смотрятся полувальмавая кровля, как правило, у них поверхность скатов имеет переменный угол наклона, что придает строению дополнительной выразительности. Однако за привлекательный вид приходится расплачиваться увеличением количества стыковых соединений в кровельном покрытии и усложнением стропильной конструкции в целом.

В современном строительстве для возведения стропильной системы данного типа крыш применяются конструкции из различных материалов. Это могут быть деревянные фермы, сборка которых производится из готовых комплектов прямо на стройплощадке, такой способ монтажа существенно снижает сроки строительства и трудоемкость. Так же активно стали применять легковесные конструкции из металлопрофиля, процесс сборки каркасов из подобных конструкций прост и не требует специальных навыков. Несмотря на то, что такие крыши прочны, долговечны и практичны, из-за высокой стоимости широкого распространения они не получили. Поэтому чаще всего застройщики останавливается на проверенном временем варианте, изготовлении стропил из обычного пиломатериала 1 – ого, 2 – ого сорта.

Последовательность работ при монтаже вальмовой крыши

Порядок монтажных работ при установке вальмовой и полувальмовой крыши мало чем отличается от общепринятой схемы. Как и для большинства конструкций, первым устанавливается мауэрлат, его укладывают на предварительно подготовленную основу, которая закладывается на заключительном этапе возведения несущих конструкций. Это может быть простой армопояс, который заливают в выстроенную опалубку в верхней части стены, с вмонтированными анкерными болтами. А может использоваться три – четыре последних ряда кладки, с установкой металлических стержней с резьбой, на языке строителей их называют шпильками.

Длина выпуска должна быть равна высоте опорного бруса, плюс три – четыре сантиметра.

После установки, выравнивания и закрепления мауэрлата по всему периметру дома, переходят к монтажу стропильной системы. Отличительной особенностью данной конструкции является наличие накосных, другое название диагональных стропил. Они располагаются по углам стропильной схемы крыши и принимают на себя основную нагрузку. Вся сложность состоит в том, что диагональные балки достаточно длинны, их размер зачастую превышают длину того бруса или досок, который предлагается производителями. Поэтому в процессе монтажа необходимо часть балок наращивать до требуемой длины.

Этап установки стропильной конструкции включает в себя сопутствующие операции, набивку контробрешетки, обрешетки, обустройство ендовых, обрамление печных труб и оконных проемов в крыше.

Параллельно с монтажом стропильной конструкции, укладывается пароизоляционная пленка, которая защищает утеплитель от попадания влаги изнутри дома. Она крепится к нижней стороне стропильной ноги. Затем укладывают утеплитель, чтобы полностью исключить проникновение холодного воздуха, его ширина должна превышать шаг между стропилами на 8 – 12 мм, тогда материал будет помещен в ячейки враспор с их полным заполнением. Если предполагается теплоизоляционный материал укладывать в несколько слоев, то стыки последующих пластов необходимо разнести во избежание появления мостиков холода.

Далее поверх утеплителя расстилают гидроизоляцию, она предотвращает появление в теплоизоляции конденсата. Конденсат может появляться при изменении температур во внешней среде. Вначале ее монтируют в зонах ендов, затем рулонную гидроизоляционную мембрану раскатывают перпендикулярно стропилам без какого – либо провиса, в направлении от нижней части ската к верхней. Материал укладывается с перехлестом 10 мм в продольном направлении и 15 мм – в поперечном, места стыков обязательно проклеиваются специальной лентой. Технология некоторых кровельных материалов предусматривает монтаж подкладочного ковра, он одновременно служит гидроизоляцией и слоем, сглаживающим неровности поверхности. Так же подкладочный ковер обеспечивает временную защиту в случае перерыва строительных работ.

На следующем этапе переходят к монтажу карнизных и торцевых планок, их укладывают с перехлестом от 5 до 10 мм и прибивают кровельными гвоздями по зигзагообразной разметке с интервалом в 100 мм.

Затем монтируют обрешетку, в зависимости от кровельного покрытия она может быть сплошной и разряженной. Разряженная, устанавливается в любом случае, даже если вам требуется сплошная, просто отличается шаг и размер используемого пиломатериала. Нижний ряд обрешетки представляет собой полосу из сдвоенной доски 50 х 100, а гидроизоляцию выводят поверх досок.

Должное внимание в процессе монтажа кровельной системы необходимо уделить ендовам и участкам вывода труб. Они требуют тщательной гидроизоляции и полной герметичности.

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Основная сложность и трудоемкость монтажа вальмовых крыш, заключается в изготовлении деталей для стропильной системы. Первое – это то, что часть элементов должна иметь определенный угол наклона и второе – длина диагональных стропил значительно больше, чем у стропил обычных кровель. Рациональным решением считается изготовления накосных стропил путем спаривания двух досок. Тем самым можно убить сразу не двух, а несколько зайцев. Во – первых, унифицирование закупочного материала, обычную доску, которая используется для укороченных и центральных стропильных ног, после спаривания можно применит и для диагональных. Во – вторых, без особых усилий и громоздкого бруса получаем деталь удвоенного сечения, способную выдержать необходимые нагрузки с запасом. И в – третьих, соединение досок позволит изготовить балку не типовых размеров, что значительно сократит расход пиломатериала.

Существует два варианта последовательности монтажа стропильной конструкции. И в том и в другом, сначала выставляются стойки для установки конька, потом укладывается сам коньковый прогон. По первому варианту далее приступают к сборке диагональных (накосных) стропил и затем по общей схеме. По второму варианту (он считается наиболее простым), монтируют центральные стропила, а потом уже устанавливают накосные стропила. Центральными называют те стропильные ноги, которые совпадают с геометрическими высотами трапециевидного и треугольного скатов.

Короткие детали (нарожники) прибивают после того, как установлен и закреплен силовой каркас конструкции. Опоры или подкосы монтируются в тех точках, где на стропило будет действовать наибольшая нагрузка, ее месторасположение на хребте вальмы (рис.1) и на ребре ендовы (рис.2) будет отличаться.

Рис 1

Рис 2

Для того чтобы не ослаблять несущую способность стропильных ног врубками, опирание на подкос можно выполнить с помощью упорной планки. По этой же причине установку нарожников производят посредством опорных (черепных) брусков, которые прибиваются по нижнему поясу стропил. К тому же порядок расположения коротышей должен быть выполнен с разбежкой для компенсации изгибающих моментов. Вообще, это достаточно сложный и трудоемкий узел, но при правильном его исполнении конструкция приобретает дополнительную жесткость.

Полувальмовые конструкции имеют укороченную высоту вальмы, причем усеченная часть ската может располагаться как в верхней части щипца, так и в нижней, визуально разделяя по этажам. В основном данный тип крыши используют в районах, со снежными зимами и сильными ветрами.

В настоящее время дизайнеры в сфере строительства крыш предлагают большое их разнообразие в плане форм и конструкций, которые позволяют создать уникальный и неповторимый внешний вид дому.

Одной из такой кровель считается вальмовая кровельная конструкция, для которой характерна необычная форма и оригинальность. Вальмовая крыша своими руками отличается особой технологией и определенными правилами ее строительства.

Особенности разметки кровли

Построить вальмовую крышу своими руками довольно просто при условии соблюдения строгих правил и требований, к которым относится правильный расчет предполагаемых нагрузок на ее поверхность и соответственно выбор формы и высоты.

Также обязательно располагать в центре конструкции главный конек, который выполняет роль несущей оси. Самыми важными элементами считаются накосные стропильные ноги, которые выходят немного за периметр строения.

Центральный каркас выводится на стены и начинается от окончания коньков, а промежуточный каркас идет по скатам. Стропила небольшой длины не крепятся к коньку и располагаются под одинаковым углом.

Качественный и надежный результат строительства достигается только при проведении правильных расчетов, разметки и четкого проекта конструкции. На начальном этапе осуществляется разметка оси, которая делается по верхней обвязке дома.

Далее выполняется расчет ширины конька с целью выяснить месторасположение первого составляющего компонента. На следующем этапе рассчитывается и определяется место для промежуточных стропил. Для этого применяется замерная рейка, при помощи которой также рассчитывается вся последующая стропильная система.

Технология выполнения работ

Первоначально для того чтобы поддержать коньковый брус необходимо установить вертикальные стойки. Далее к центральной балке крепятся накосные стропила, при этом их длина не должна отличаться. Повышенное внимание уделяется креплению вальм, конька и стропильных ног, которые крепятся по диагонали.

Путем врубки устанавливается центральный каркас на коньковую доску и мауэрлат, а для повышения прочности используются специальные стяжки. Мауэрлат с накосным каркасом соединяется при помощи нарожников, которые вмонтированы к диагональным стропилам.

В зависимости от размеров строения необходимо выбрать один из вариантов повышения прочности кровли, к которым относится применение шпренгеля. Это брус, образующий угол и расположен между двумя печами мауэрлата. В некоторых случаях строится шпренгельная ферма, когда шпренгель находится далеко от угла.

В случае железобетонного перекрытия можно установить стойки, которые подпирают каркас посередине. Когда стропила по диагонали имеют большую длину, то для них применяются более прочные балки.

Посмотрите видео:

Таким образом, вальмовая крыша своими руками станет поистине настоящим украшением загородного дома при условии правильно сделанного монтажа, а для этого необходимо максимально верно сделать все расчеты. Также рекомендуется утеплить кровлю с обязательной гидроизоляцией всей конструкции с целью продлить ее срок эксплуатации и защитить от влаги.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *