Полувальмовая крыша: стропильная система

Вальмовая кровля — одна из самых прочных и устойчивых кровельных конструкций, преимущества которой несколько веков назад оценили в Европе. Хотите, чтобы кровля вашего дома была не только эстетичной, но и надежной — выбирайте вальмовую конструкцию. А наша фото-подборка поможет вам найти дизайн по душе.

Стропильные системы в этих видах крыш выполняются в различных вариантах. Например, если вальмовый скат не доходит до конька, вследствие чего наверху образуется вертикальный маленький фронтон треугольной формы, то такая крыша носит название – голландская.

Голландская вальмовая крыша

Также выделяются шатровые кровли. У них все четыре ската одинаковой формы, а боковых фронтонов в таких конструкциях попросту нет. Вальмы в этом варианте представляют собой треугольные поверхности, уклон которых выполнен под одним углом с другими скатами. Как правило, используются такие системы для строений, имеющих в проекции площадь в форме квадрата. В группе вальмовых крыш есть полувальмовые мансардные кровли, четырехскатные, щипцовые, многощипцовые и двухскатные.

Шатровая кровля

Кроме этого, существуют ломаные кровли, состоящие из скатов различных размеров, угол наклона у которых разный. Подобные конструкции весьма сложны в устройстве, также сложно произвести и их расчет. Поэтому встречаются они нечасто, но нужно заметить, что они имеют очень привлекательный вид. Оценить эффектность крыш с ломаной конструкцией стропильной системы вы можете на видео, где также рассказывается об особенностях их сооружения.

Особенности

Полувальмовая крыша иногда еще называется голландской, что прямо указывает на ее происхождение. Именно поэтому основным свойством защитной конструкции оказывается сочетание изящного внешнего вида со способностью переносить значительную ветровую нагрузку. Следует помнить, что полувальмовая кровля довольно сложна по устройству. Проектировать ее, а затем и монтировать, будет непросто.

Особенности

В значительной мере это «окупается» объединением положительных характеристик двускатных, шатровых и вальмовых конструкций.

Особенности

Конфигурация фронтонов близка к трапеции, образуемой вальмовыми элементами, что позволяет добиться сразу нескольких положительных моментов:

Особенности
  • хорошей аэродинамики (обтекаемости);
  • отменного сопротивления сильным ветрам – это важно не только на открытых местах, но и вблизи рек, в предгорьях и горах;
  • повышения эффективности использования чердаков;
  • возможности менять угол, под которым наклонены скаты;
  • приятного внешнего вида.
Особенности

Но нельзя забывать, что полувальмовая крыша выполняется не так-то просто – изготовить ее своими руками можно только при содействии профессиональных мастеров и под их прямым руководством. Количество затрачиваемых материалов значительно вырастает по сравнению с другими вариантами. Причина заключается в сложности геометрии и утяжелении конструкций – придется тщательно рассчитывать все нагрузки и обеспечивать для каждой детали способность им сопротивляться.

Особенности

Выбор конструкции кровли

Как сделать двухскатную крышу дома, нужно определить на этапе проектирования до монтажа коробки. При наличии внутренней капитальной стены целесообразно использовать наслонную систему, в других случаях — висячую или комбинированную.

Угол наклона стропил зависит от ветровых нагрузок в регионе — чем они больше, тем ниже должна быть крыша. Выбор кровельного материала также влияет на уклон. Для различных видов покрытий изготовители рекомендуют оптимальные величины углов.

Важно. Решающее значение при выборе конструкции кровли имеет ширина пролета, нагрузка от снега, ветра, собственный вес. Чем показатели выше, тем мощнее должны быть сечения элементов, надежнее исполнение узлов.

Читайте также:  Как правильно сделать мансарду под двухскатной крышей

Мансардные крыши

Вальмовая кровля с мансардой идеальна в том случае, если вы хотите рационально использовать подкровельное пространство.

Тандем вальмовой и полувальмовой крыш темного цвета красиво оттеняет белые фасады фахверковой конструкции.

Обустройство мансарды со слуховыми окнами позволит вам разместить под крышей несколько светлых и просторных жилых комнат.

Мансарду можно предусмотреть не только под вальмовой крышей основного здания, но и над пристройкой к дому, например, над гаражом.

Если вы решили построить бюджетный дом в английском стиле, то для отделки фасадов лучше всего взять клинкер или декоративный камень, а вальмовую кровлю покрыть материалом, имитирующим керамическую черепицу.

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.

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°.

Читайте также:  Гидроизоляция для крыши под металлочерепицу какая лучше

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.

Как собрать каркасный фронтон

В принципе, собрать в доме с мансардой и полувальмовой крышей фронтон в виде деревянного каркаса – не проблема. Для этого предварительно надо определиться с формой фронтонной стены. Обычно она собой представляет трапецию. А значит, необходимо сформировать периметр этой фигуры.

  1. По несущей боковой стене дома по мауэрлату устанавливают стойки

    . Длина у них разная. Поэтому опоры монтируют так, чтобы они своими верхними концами создали ломаную линию.

  2. По их верхним краям укладывают брус

    или доску толщиною 50 мм.

  3. Стойки между собой обвязывают укосинами

    , подпорками или горизонтальными рейками.

  4. После окончания сооружения кровли фронтон обшивают досками

    или фанерой, можно использовать ОСП. Обязательно проводят утепление.

Чем покрывать кровлю?

На современном строительном рынке можно встретить большое количество вариантов материалов для покрытия кровли, каждый из которых имеет свои недостатки и достоинства. Рассмотрим самые популярные в виде таблицы.

Кровельный материал Недостатки Преимущества Долговечность
Мягкая черепица
  • горючая
  • выцветает
  • нельзя монтировать в холода
  • прочная на излом
  • можно быстро и легко осуществить ремонт
  • идеальна для сложных крыш
  • очень хорошая шумоизоляция
  • не гниет и не ржавеет
 15-25 лет
Металлочерепица и профнастил
  • низкая шумоизоляция
  • высокий процент отходов при монтаже
  • невысокая цена
  • просто и быстро монтировать
  • устойчивость к воздействию погодных явлений
  • большой выбор цветов
 50 лет
Натуральная (керамическая) черепица
  • большой вес и как следствие – укрепление и удорожание стропильной системы
  • хрупкая
  • сложности в использовании для покрытия крыш с большим количеством углов
  • хорошая шумоизоляция
  • не подвержена коррозии
  • морозостойка
  • большой выбор цветов и форм
  • паропроницаема, то есть выводит влагу из чердачного помещения
 более 100 лет
Шифер
  • влагозащита снижается со временем
  • хрупок
  • накапливает влагу
  • асбест вреден для здоровья человека
  • низкая стоимость
  • простота монтажа
  • устойчив к влиянию высоких и низких температур
  • хорошая теплоизоляция
  • хорошее шумопоглощение
  • негорючий
 15 лет
Алюминиевые листы
  • расширяются от воздействия высоких температур, в результате чего нуждается в специальных креплениях – кляймерах
  • долговечны
  • устойчивы к выгоранию и к погодным условиям
 более 100 лет
Читайте также:  Как покрыть крышу ондулином своими руками: инструкция

Не существует идеального кровельного материала. Каждый выбирает сам по цвету, фактуре, долговечности, цене или простоте монтажа. Но любой кровельный материал прослужит долгие годы при правильной его установке и эксплуатации.

Подводя итог, нужно отметить сложность конструкции полувальмовой крыши. Но, при должной теоретической подготовке и внимательному отношению к каждому этапу строительства стропильной системы, построить кровлю своими силами вполне возможно.

Как рассчитать площадь полувальмой конструкции крыши

Вычисление площади поверхности основывается на школьном курсе планиметрии. Условно кровельное покрытие можно рассматривать, как две пары геометрических фигур. Для датской системы это будут две большие и две малые трапеции основных скатов и полувальм соответственно.

Как рассчитать площадь полувальмой конструкции крыши

Чтобы найти площадь основного ската, необходимо умножить продольную длину ската на полусумму горизонтальных длин конька и расстояния между крайними точками по линии карниза. Для вычисления площади полувальм используется та же формула. Расстояние от ригеля до карниза умножается на полусумму длин ригельной балки и фронтонной линии. Остается лишь сложить две площади и умножить на два.

Материалы для покрытия

Часто для покрытия полувальмовой крыши применяют профнастил или металлочерепицу. Эти материалы облегчают монтаж и ремонт покрытия, имеют малую массу и доступную цену. Между тем они достаточно прочны и долговечны, а также имеют вполне декоративный вид. Для голландской кровли металлопрофиль обойдется дешевле, чем для датской. Материал имеет меньше срезов и небольшое количество отходов. А применение черепицы в обоих случаях повлечет одинаковые расходы.

Любая разновидность полувальмовой крыши имеет как свои плюсы, так и минусы. Определиться можно только с учетом личных предпочтений. Для того чтобы без проблем сделать монтаж конструкции, следует произвести точные расчеты, знать правила установки, особенности применяемых материалов. От совокупности всех этих факторов зависит, насколько долго и эффективно будет служить крыша.

Опытные мастера и проектировщики кровельных каркасов и покрытий могут подтвердить, что из всех существующих конструкций стропильная система полувальмовой крыши считается наиболее совершенной и одновременно сложной в изготовлении. Ее основа была придумана и реализована лет триста назад в условиях очень влажного и снежного климата побережья Балтийского моря, что наложило определенный отпечаток на устройство каркаса полувальмовой крыши.

Как построить полувальмовую крышу

Полувальмовые крыши очень удобны при использовании чердака, как жилого помещения. Такая крыша – это скатная конструкция со свесами, сделанными по торцам. Благодаря этому своеобразию, полувальмовая, или голландская, крыша в состоянии выдержать большую ветровую нагрузку. Свесы дополнительно защищают от осадков фронтоны постройки. Чтобы разобраться, как построить полувальмовую крышу, нужно различать ее вариации:

  • двускатный тип полувальмовой крыши;
  • четырехскатный тип полувальмовой крыши.

При этом конструкция может претерпевать некоторые индивидуальные изменения, которые зависят от типа кровли, наличия или отсутствия жилой зоны в чердачном пространстве, климата местности. Для районов со снежными суровыми зимами такие крыши стараются делать с не очень большими свесами и скатами с большой крутизной.