Вальмовая крыша — стропильная система

Многие владельцы частных домов, испытывая вполне понятное желание без особых затрат заполучить лишний жилой этаж, превращают чердак в мансарду. В таком случае целесообразно вместо обычной крыши с прямыми скатами соорудить ломаную. Как и из чего строятся подобные конструкции, мы расскажем в этой статье.

Результаты расчетов

Крыша: Угол наклона боковых стропил: градусов. Угол наклона подходит для данного материала. Угол наклона для данного материала желательно увеличить! Угол наклона для данного материала желательно уменьшить! Угол наклона коньковых стропил: градусов. Угол наклона подходит для данного материала. Угол наклона для данного материала желательно увеличить! Угол наклона для данного материала желательно уменьшить! Площадь поверхности крыши: м2. Площадь мансардного этажа: м2. Примерный вес кровельного материала: кг. Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.Стропила: Нагрузка на боковую стропильную систему: кг/м2. Нагрузка на коньковую стропильную систему: кг/м2. Длина боковых стропил: см. Длина коньковых стропил: см. Количество боковых стропил: шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество коньковых стропил: шт.

Уменьшите шаг стропил!

Обрешетка: Количество боковых рядов обрешетки (для всей крыши): рядов. Количество коньковых рядов обрешетки (для всей крыши): рядов. Общее количество рядов обрешетки: рядов. Равномерное расстояние между боковыми досками обрешетки: см. Равномерное расстояние между коньковыми досками обрешетки: см. Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт. Объем досок обрешетки: м3. Примерный вес досок обрешетки: кг.Распечатать

Виды ломаных крыш

Ломаная крыша отличается от обычной тем, что её скат состоит из двух плоскостей:

  • верхняя является пологой;
  • нижняя имеет уклон более 45o.

Она выглядит так, как будто обычную двускатную крышу взяли за серединки скатов и растянули в стороны и вверх, изрядно увеличив тем самым объём чердачного пространства. Но увеличение объёма — это только один из плюсов такого решения. Второй — возможность сделать крышу более высокой. Ведь её верхняя часть, на уровне которой напор ветра является максимальным, благодаря небольшому уклону испытывает меньшие ветровые нагрузки, чем обычная крыша с прямыми скатами.

Виды ломаных крыш

Скат ломаной крыши состоит из двух плоскостей с разными углами наклона

Различают следующие виды ломаных крыш:

  1. Односкатная. Состоит только из одного ломаного ската, при этом стены имеют разную высоту. Такая крыша является наиболее простой, но встречается она редко и в основном на пристройках.
  2. Двускатная. Классический вариант, включающий два ниспадающих в разные стороны ломаных ската. Торцы крыши — фронтоны — являются вертикальными и представляют собой продолжение стен.
  3. Трёхскатная. В этом варианте с одного торца вместо фронтона появляется третий ломаный скат. Такая кровля смотрится интереснее и создаёт меньшую нагрузку на фундамент торцевой стены. Трёхскатная крыша является несимметричной, поэтому она применяется главным образом на пристраиваемых зданиях.
  4. Четырёхскатная (вальмовая). Фронтонов нет, со всех сторон — ломаные скаты. Возводится на отдельно стоящем здании. Недостаток — объём мансарды по сравнению с классическим двускатным вариантом сокращается. Преимущества: эффектная архитектура и минимальная нагрузка на фундамент под торцевыми стенами.

Скаты ломаной крыши могут опираться на:

  1. Стены.
  2. Балки перекрытия, вынесенные за стены. Этот вариант сложнее в реализации, но зато он позволяет сделать мансарду более просторной.
Виды ломаных крыш

Наряду с обычными существуют ломаные крыши, имеющие дополнительные конструктивные элементы:

  1. Окна. На скатах применяются окна с особым остеклением, например, триплексом (многослойное стекло с упругой прослойкой).
  2. Эркер. Так называется небольших размеров выступ, в котором может быть устроено окно. Стропильная система крыши в зоне эркера имеет усиление.
  3. Балкон. Этот элемент проще всего разместить на вертикальном фронтоне, но и на скатной части его устройство вполне возможно. Нужно только тщательно просчитать конструкцию, чтобы прочность всех несущих элементов соответствовала нагрузкам.
  4. «Кукушка». Это небольшой выступ с собственной стропильной системой, с помощью которого окно в скатной части крыши можно разместить не наклонно, а вертикально, так что оно будет защищено от осадков расположенным сверху козырьком. Стёкла в этом случае можно будет применять обычные.

    «Кукушкой» называется небольшой выступ в виде домика на скате, который имеет вертикальную стену с обычным окном

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.
Особенности конструкции вальмовой крыши

Схема вальмовой крыши

Читайте также:  Вентиляция фундамента частного дома: схемы, фото

Особенности конструкции вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Особенности конструкции вальмовой крыши

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

Особенности конструкции вальмовой крыши

Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Пример дома с шатровой крышей

Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Расчет параметров

Конкретную рекомендацию давать не имеет смысла, так как все крыши – совершенно разные. А общая информация для «любой» системы вряд ли кого заинтересует. Все вычисления несложно произвести самому, если вспомнить школьные годы и уроки математики. Чтобы облегчить свой труд, нужно составить точную схему выбранной разновидности ломаной мансардной крыши и разбить ее на правильные геометрические фигуры – трапеции, треугольники и так далее. Таким образом, все стропильные ноги станут сторонами (диагоналями) различных сегментов, и расчет их параметров существенно упростится. Если крыша симметричная, то все ее одноименные части одинаковы. Чтобы при раскрое заготовок не ошибиться в длине стропил, подкосов и так далее, следует своими руками изготовить несколько шаблонов.

В первую очередь нужно определиться с уклоном скатов крыши. Именно от правильной расстановки стропил, их длины (не более 7 м), угла, под которым они прилегают к коньку, зависит надежность всей конструкции. Для определения оптимального уклона есть специальные таблицы, в которых учитываются возможные нагрузки, общая площадь крыши, вид кровельного материала и ряд других параметров. Руководствуясь ими, самостоятельно несложно сделать основные расчеты по простейшим математическим формулам (для длины стропильных ног, кобылок и остальных элементов системы).

На тематических сайтах есть калькуляторы, которые позволяют все вычисления делать онлайн. Требуется лишь проставить в соответствующие окна исходные данные.

Порядок монтажа

Так как существуют различные схемы подобных крыш, целесообразно рассмотреть лишь общепринятый алгоритм действий.

1. Установка опорной рамы. Как уже отмечено, к деревянным домам это не относится. Мауэрлат должен быть прочно зафиксирован на верхних срезах стен. Для этого используются следующие методики:

  • скрепление со стеной проволочной скруткой;
  • обкладка кирпичом;
  • «насадка» бруса на штыри.

2. Обустройство перекрытия. После укладки балок монтируется настил. Он необходим только на время сборки всей системы, после чего демонтируется.

3. Крепление центральных стоек. Для повышения их надежности иногда ставятся укосины.

4. Укладка конькового пролета. Его дополнительная фиксация на стойках производится при помощи уголка и металлических пластин.

5. Монтаж диагональных стропил. Главное условие – идентичность размеров, в противном случае вся система получится асимметричной, с перекосом. Для усиления диагональных стропил устанавливаются подкосы. Минимальная величина свеса стропильных ног – 0,4 м. Хотя в местности, где сильные порывы ветра – не редкость, может достигать 1,0 м.

6. Крепление рядовых (промежуточных) стропил. Интервал между ними должен быть неизменным. Стропила размещаются с расчетом, чтобы точки их прилегания к мауэрлату не совпадали с местами его фиксации к стене.

При больших параметрах крыши обязательно производится усиление стропильных ног (шпренгеля, подкосы, укосины). Места их установки определяются заранее и отмечаются на чертеже системы. Надеяться лишь на скобы, пластины и другие крепежи не следует. Особенно актуально для кровель с небольшим уклоном. Элементы усиления системы монтируются как в ее нижней части, так и в верхней, в зависимости от схемы.

7. Несущий каркас. Обрешетка может быть или сплошной (настил из досок, МДФ, ФСФ), или ячеистой. Ее тип определяется, исходя из выбранного утеплителя и материала финишной отделки кровли.

О том, что древесина должна быть обработана пропитками, говорить излишне. Но вот какую именно выбрать для стропил, балок и других несущих частей системы? Из доступных по цене пород лучше остановиться на лиственнице. Она менее других подвержена гниению благодаря особенностям смолы, которая присутствует в структуре этого дерева.

В некоторых случаях для более качественного усиления системы целесообразно монтировать не отдельные «подпорочные» элементы, а устанавливать сборные (и более надежные) шпренгельные фермы.

Читайте также:  ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ВЕНТИЛЯЦИИ

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

  • Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

    Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

  • Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
  • Прогон:
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
  • Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
  • Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

  • Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
  • Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Совет. Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Чертежи и схемы

Наброски и чертежи делать лучше самостоятельно. Тем более никто, кроме вас, не видит того, какой тип конфигурации вы хотите воплотить. Для этого используйте ватман и набрасайте сначала эскиз – какой вы видите свою будущую конструкцию. Если вы хороший пользователь интернета, то установите программу по 3д моделированию. Это современный эффективный метод трехмерного проецирования, то есть вам будет видно свое будущее строение со всех сторон.

Чертежи и схемы

Если у вас нет способности ни к тому, ни к другому, то и в этом случае можно также воспользоваться интернетом, и выбрать в поисковике наиболее подходящий для вас вариант.

Чертежи и схемы

Особенности мансардной крыши

Конструкция мансардной крыши отличается от обычной, так как они используются по-разному и имеют различное предназначение. Чтобы оборудовать жилую мансарду с достаточно высокими потолками, необходимо существенно увеличить высоту конька кровли, изменить уклон скатов, а также усилить стропильную систему.

Чтобы избежать ошибок при проектировании, лучше использовать специальную программу-калькулятор, которая автоматически выполняет точные расчет, основываясь на введенных данных. Конструктивными особенностями мансардной крыши являются:

  1. Ломанная форма скатов. Чтобы максимально увеличить полезный объем подкровельного пространства, крышу приходится делать ломанного или полувалькового типа. Такая конструкция скатов позволяет сделать потолок высоким, не увеличивая угол наклона кровли.
  2. Большой уклон. Мансардные крыши, как правило, имеют большой уклон скатов, позволяющий увеличить полезный объем помещения за счет высоты потолка. Эта особенность приводит к тому, что существенно возрастает вес конструкции.
  3. Большая площадь скатов. Из-за крутизны и большой высоты конька мансардная крыша обладает огромной площадью соприкосновения с атмосферой, что неблагоприятно сказывается на количестве теплопотерь. Чтобы сохранить тепло в мансарде, обязательно выполняется термоизоляция кровельных скатов.
Особенности мансардной крыши

Обратите внимание! Онлайн-калькулятор не заменит опытного архитектора в вопросе создания проекта надежной мансардной кровли, однако, он поможет избежать грубых ошибок в расчетах, которые приводят к обрушению конструкции.

Как посчитать площадь мансардного этажа?

Расчет площади крыши

Расчет площади мансард

Расчет площади и геометрия помещений мансарды определяют соотношение дополнительной площади к нижележащему этажу здания и выявляют оценку интенсивности использования эксплуатируемого пространства мансарды.

Расчет должен обеспечивать адекватное измерение площади по отношению к реальной эксплуатируемой — под наклонными стенами.

При определении площади помещений мансардного этажа учитывается площадь этого помещения с высотой узкой части наклонного потолка 1.5 метра при наклоне 30 градусов к горизонту, 1.1 метра — при наклоне 45 градусов и 0.5 метра при наклоне 60 и более градусов к горизонту.

Читайте также:  Прямоугольные воздуховоды для вентиляции

Как правильно определить площадь мансарды ?

Для интенсивного использования мансардного этажа можно теоретически неиспользуемые площади дополнительно включить в общую площадь помещений с коэффициентом 0.7, к примеру, разместив там оборудование, не требующее нормируемой высоты.

Допускается в жилых помещениях и кухне, расположенных в мансардном этаже, иметь меньшую высоту относительно нормируемой на площади, не превышающей 50 процентов от общей. Указанная нормируемая высота жилых помещений и кухонь должна быть не менее 2.5 метра.

Геометрия нежилых помещений должна соответствовать тем же требованиям, что и жилых, — с учетом нормируемой высоты.

Расчет объема помещения следует проводить в соответствии с нормативными требованиями, согласно которым высота от уровня пола до поверхности наклонного потолка измеряется в точке ограничения размеров жилой или рабочей площади.

Если помещение не ограничивается вверху горизонтальным потолком в той части, где его высота превышает нормируемую, то объем рассчитывается как объем всего помещения, включая его часть над нормативной высотой.

Виды взаимосвязи помещений мансардного этажа со зданием требуют индивидуального подхода и имеют следующую классификацию: мансарды непосредственно примыкают к лестнично-лифтовому узлу; мансарды требуют специальных соединительных помещений-коридоров; мансарды требуют устройства специальных коммуникаций в виде лестниц или лифтов, в том числе вне здания.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм. Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет. Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Для чего необходимы пределы

Каждая деталь крыши может быть под различным видом нагрузок. Вся совокупность нагрузок не должна повергаться деформированию и неисправности, что может привести к обязательной починке. Расчёт несущих построений по стандарту делается с учетом двух предельных значений, это

  • Максимальная прочность – состояние, в случае превышения которого приводит к разлому строительной структуры, к потере устойчивости.
  • Максимальное деформирование – состояние, в случае превышения которого приводит к непозволительному провесу, в результате чего изменяется геометрия конструкции и ломается узловая связь.
Для чего необходимы пределы

Среди нагрузок, которые действуют на кровлю есть: осадки зимние, ветер, своя масса, вес людей, мебели, которые используют чердак. Влияние нагрузок может быть одновременным, поочерёдным и в сочетании вроде как мебель+человек+ветер; снег+человек и так далее.

Благодаря расчётам предусматривается максимальная вероятность влияния нагрузки предельной величины.