Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Вальмовые крыши обладают многими достоинствами. Они красивы, надёжны при любых погодных нагрузках, четырёхсторонняя конструкция позволяет эффективно утеплить дом со стороны кровли. Некоторую сложность представляет устройство стропильной системы. С её схемами и расчётами мы разберёмся в этой статье.

Вальмовые крыши, называемые иногда голландскими и датскими, отличает добротность, надёжность и эффектный европейский дизайн. Стропильная основа таких крыш состоит из многих основных и усиливающих элементов, требующих прорисовок или трёхмерных чертежей, точных расчётов и исполнения.

Разновидности вальмовой крыши

К вальмовым крышам, кроме базовой классической конструкции, состоящей из двух трапецеидальных скатов и двух треугольных торцевых вальм, относятся и их разновидности:

1. Полувальмовая двухскатная.
2. Полувальмовая четырёхскатная.
3. Шатровая.
4. Вальмово-фронтонная.

Полувальмовая двухскатная крыша

Полувальмовая четырёхскатная крыша

Шатровая крыша

Вальмово-фронтонная крыша

Каждая разновидность имеет свою схему стропильной системы. Далее мы рассматриваем и рассчитываем классическую вальмовую крышу.

Схема и основные элементы

Для выполнения расчёта стропильной системы нужно ознакомиться с её базовой схемой, основными и вспомогательными элементами.

Основные элементы стропильной системы

К основным элементам относятся (см. рис. ниже):

1. Мауэрлат. Представляет собой брус, зафиксированный по периметру наружных стен с отступом от внешнего края. Крепится к стене. Мауэрлат рассредотачивает нагрузку от давления стропил, связывает стропильную систему со стенами дома, является основой кровли.
2. Конёк. Верхняя перекладина для скрепления стропил скатов крыши. Высота расположения конька находится в зависимости от угла наклона скатов. Придаёт системе жёсткость и прочность.
3. Центральные стропила скатов. Осуществляют опору концов конька на боковые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 4 шт. — по 2 шт. на каждом скате.
4. Центральные стропила вальм. Осуществляют опору концов конька на торцевые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 2 шт. — по 1 шт. на каждой вальме.
5. Накосные ноги (диагональные, угловые стропила). Соединяют углы мауэрлата с торцами конька. Являются частью несущей конструкции. В стропильной системе их 4 шт.
6. Промежуточные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам ската между ними с одинаковым шагом, опираясь на боковую часть мауэрлата и брус конька. Если длина конька незначительна — могут не применяться.
7. Укороченные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам скатов и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на боковую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.
8. Укороченные стропила вальм или нарожники. Устанавливаются параллельно центральным стропилам вальм и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на торцевую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.

Схема и основные элементы стропильной системы

Подробнее о креплении стропил к мауэрлату вы можете прочитать в нашей статье.

Элементы усиления вальмовой стропильной системы

Вышеперечисленные элементы являются базовыми, основными. Прочие элементы предназначены для усиления основных и применяются в ответственных постройках, например, для жилых домов:

1. Вертикальные стойки для подпора конькового бруса. Опираются на ригели (см. ниже), уложенные параллельно торцу дома или лежень, расположенный по продольной оси строения (если под ним — капитальная стена).
2. Ригели или затяжки. Связывают попарно стропильные ноги скатов. Служат опорой стойкам и диагональным подкосам (см. ниже). Могут служить балками перекрытия, если они встроены в мауэрлат или установлены непосредственно в продольные стены дома. Если затяжки расположить ближе к коньку, они станут основой потолка чердачного помещения.
3. Диагональные подкосы (раскосы). Применяют для увеличения жёсткости системы, если длина стропил более 4,5 м. Применение подкосов позволяет снизить сечение стропил, которые они усиливают.
4. Шпренгель. Балка, устанавливаемая в углах мауэрлата. Служит для монтажа стойки, подпирающей и усиливающей накосную ногу.
5. Ветровая балка. Служит для сопротивления деформации стропильных ног при порывистых, сильных ветрах. Крепится на стропила скатов изнутри, наискосок, с одной или обеих сторон — зависит от ветровой нагрузки в районе строительства.
6. Кобылка. Элемент меньшего сечения, чем сами стропила. Удлиняет ногу стропил для организации свеса кровли в случае, когда единый элемент не получается из-за ограниченной длины пиломатериала или из соображений экономии.

Элементы усиления

Расчёт стропильной системы

Расчёт системы включает выбор угла наклона скатов и вальм и расчёт длин основных и вспомогательных её элементов.

Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов

Выбор угла скатов и вальм колеблется в пределах 25–45° и зависит от желания иметь чердачное помещение, принятого кровельного материала, оценки статических (вес кровли) и динамических (ветровых, снеговых) нагрузок.

В шатровых крышах угол наклона вальм и скатов одинаковый. В вальмовых крышах также зачастую принимают одинаковые углы с точки зрения эстетики, но они могут отличаться, если именно такой является задумка архитектора.

Рекомендации по применению кровельных материалов

Для лучшего понимания алгоритма расчёта рассмотрим в качестве примера вальмовую крышу дома со сторонами 8 и 12 м, и высотой расположения конька — 2,5 м. Угол наклона скатов примем в 35°, а угол наклона вальм — 45°.

Расчёт основных стропильных элементов

Классическая вальмовая крыша представляет собой два ската в форме трапеций, соединённых в коньке, и две вальмы — торцевых ската в форме треугольников.

Для начала нужно вспомнить некоторые формулы из школьной программы алгебры. Это отношение длин сторон прямоугольного треугольника, выраженное через тригонометрическую функцию угла и теорема Пифагора.

Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

Теорема Пифагора

Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

Выполним расчёт основных элементов стропильной системы.

1. Рассчитаем длину центрального стропила вальм CD, которое является высотой равнобедренного треугольника (вальмы) и гипотенузой прямоугольного треугольника, высота которого равна высоте конька (CE = 2,5 м). Угол наклона вальмы α = 45°. Sin 45° = 0,71 (по таблице Брадиса).

Согласно тригонометрическому соотношению:

• СD = CE / sin α = 2,5 / 0,71 = 3,52 м

2. Определим длину конька K. Для этого из предыдущего треугольника найдём длину основания ED, воспользовавшись теоремой Пифагора:

Длина дома: BL = 12 м.

• CF = 12 – 2,478 х 2 = 7,044 м

3. Длина угловых стропил CA также может быть получена из теоремы Пифагора для треугольника ACD. Половина ширины дома AD = 8 / 2 = 4 м, CD = 3,52 м:

4. Длина центральных стропил ската GF — гипотенуза треугольника, катетами которого являются высота конька H (CE) и половина ширины дома AD:

Промежуточные стропила скатов имеют ту же длину. Их количество зависит от шага и сечения брусьев и определяется по расчёту совокупной нагрузки, в том числе погодной.

Данные таблицы соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

Сравним максимальное, среднее и минимальное сечение бруса при длине 4,717 м (смотрим значения для 5,0 м).

При сечении 100х250 мм шаг составит 215 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 2,15 = 3,28 отрезков. Округляем в большую сторону — до 4. Число промежуточных стропил одного ската — 3 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,1 · 0,25 · 4,717 · 3 · 2 = 0,708 м 3

При сечении 75х200 мм шаг составит 140 см. При длине конька 7,044 м, число промежуточных стропил составит: 7,044 / 1,4 = 5,03 отрезков. Число промежуточных стропил одного ската — 4 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,075 · 0,2 · 4,717 · 4 · 2 = 0,566 м 3

При сечении 50х175 мм шаг составит 60 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 0,6 = 11,74 отрезков. Округляем в большую сторону — до 12. Число промежуточных стропил одного ската — 11 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,05 · 0,175 · 4,717 · 11 · 2 = 0,908 м 3

Следовательно, для нашей геометрии оптимальным с точки зрения экономики вариантом будет сечение 75х200 мм при шаге 1,4 м.

5. Для расчёта длин укороченных стропил ската MN опять придётся вспомнить школьную программу, а именно правило подобия треугольников.

Подобие треугольников по трём сторонам

Большой треугольник, который нам нужно усилить укороченными стропилами, имеет известные размеры: GF = 4,717 м, ED = 2,478 м.

Если укороченные стропила будут установлены с тем же шагом, что и промежуточные, их количество составит в каждом углу по 1 шт.:

• 2,478 м / 1,4 м = 1,77 шт.

То есть образуется два отрезка с одним укороченным стропилом в середине. Маленький треугольник будет иметь катет, в 2 раза меньше ED:

• BN = 2,478 / 2 = 1,239 м

Составляем пропорцию подобных треугольников:

Исходя из этого соотношения:

При такой высоте сечение стропила принимаем по таблице — 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих скатов — 4 шт.

6. Определение длины укороченных стропил вальм (нарожников) выполняется так же из соотношения подобных треугольников. Так как длина центральных стропил вальм СD = 3,52 м, шаг между укороченными стропилами может быть больше. При AD = 4 м укороченных стропил с шагом в 2 м будет по одной с каждой стороны центрального стропила вальм:

• (2 · 3,52) / 4 = 1,76 м

При такой высоте сечение стропила принимаем 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих вальм — 4 шт.

Внимание! В наших расчётах мы не учитывали свес.

Расчёт площади кровельного покрытия

Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

Площадь трапеции и треугольника

Выполним расчёт для нашего примера.

1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

• S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

• S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

Суммарная площадь кровельного покрытия:

• S_Σ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Конструкция стропильной системы вальмовой крыши: устройство, расчет, монтаж

У современных застройщиков множество новых, креативных идей, как во внешнем виде самих построек, так и кровель. Но при этом конструкция стропильной системы вальмовой крыши остается одной из самых надежных и долговечных. Это крыша с четырьмя скатами, причем торцовые скаты имеют треугольную форму (так называемые «вальмы»), простирающиеся от конька до карниза. Два других ската представляют трапецеидальную форму.

Возведение такой крыши является более экономичным, чем двухскатной, но и более сложным, и требующим больших трудозатрат. Но при наличии определенных теоретических знаний это вполне возможно сделать без привлечения специалистов.

Ее монтаж особенно рекомендуется в климатических условиях с частыми, сильными ветрами и обильными осадками. Конструкцией стропильной системы вальмовой кровли обеспечивается равномерность распределения нагрузки при ветре, а, следовательно, хорошую устойчивость крыши и хороший сток воды.

Для данных 4-х скатных крыш применим практически любой кровельный материал, убедиться в этом можно изучив фото вальмовых крыш частных домов.

При возведении ее каркаса главным будет являться точный расчет и разметка конструкции. Потому что неправильно рассчитанный проект приведет к лишним временным и экономическим затратам.

Конструкция и основные узлы вальмовой крыши

Как видно из схемы стропильной системы вальмовой крыши, в ней имеются два типа скатов, которые соединены между собой:

1. два длинных в виде трапеции;
2. два коротких в форме треугольников с наклоном (вальма, с немецкого — шатер).

Структура таких крыш очень оригинальна. Скаты не закрывают полностью площадь дома, а вальмы заполняют оставшиеся промежутки.

Из-за отсутствия фронтонов и обтекаемости вальм они менее подвержены разрушению, а соответственно долговечнее, чем обычные двухскатные крыши.

Существует еще один вид вальмовых крыш – это полувальмовые (голландские), в них вальмы не доходят до низа, а прикрывая лишь половину ската, закрывают часть фронтона. Подробнее про них почитать можно тут.

Для того чтобы понять, как происходит строительство вальмовой крыши, надо первоначально изучить ее устройство.

Стропила вальмовой крыши

При монтаже данного вида конструкции используются следующие виды стропил:

• диагональные стропила (накосные), необходимые для соединения углов крыши и края конькового бруса. Такие элементы могут использоваться как для выпуклых углов вальмовой конструкции, так и при обустройстве вогнутых углов ендов.;
• центральные стропила (рядовые), нижняя часть которых опирается на балки перекрытия или мауэрлат. В зависимости от типа опоры стропилины могут быть висячими или наслонными.;
• угловые стропила (нарожные), элементы, создающие плоскость вальмы и частей трапециевидных скатов, которые примыкают к диагональным стропилинам..

Во время проектирования особое внимание следует обратить на силу ветра, количество осадков и выбор материала кровли. Все эти данные будут влиять на правильный расчет высоты крыши и углов наклона. Если вы решили произвести монтаж вальмовой крыши самостоятельно, то нужно точно провести расчеты, как стропил, так и всех остальных составляющих кровли. Для облегчения строительства вальмовой крыши своими руками нужно изготовить из фанеры рейку для разметки, где будут обозначены все требуемые размеры. При изготовлении элементов стропильной системы используют брус размером 150 на 50 мм. Для обеспечения прочности и долговечности конструкции материал для бруса следует выбирать сухой, по возможности с минимальным количеством сучьев, желательно хвойных пород. До начала монтажа следует провести дополнительную обработку антибактерицидными составами.

Балки

Несущие балки делятся на два типа:

1. Мауэрлат – это балка, которая укладывается по всему периметру дома. Если же нам приходится иметь дело с деревянным домом, в таком случае мауэрлатом может служить верхний венец бруса. Наиболее часто для их изготовления применяются брус с сечением 100 на 150 мм.
2. Балка, которая размещается поперечно и на ней устанавливают стойки для конькового пролета, изготавливается из того же материала, что и стропила

Коньковый брус

Коньковый брус является вершиной крыши, а также в нем соединяются все элементы стропильной системы.

Как производится расчет стропильной системы вальмовой крыши

Как выбрать угол наклона вальмовой крыши

Величина угла уклона скатов трапеций может быть от 5 до 60 градусов. На его выбор главным образом влияет ветровая и снеговая нагрузка.

Если снеговая нагрузка достаточно велика, угол наклона следует сделать большей величины. Если же преобладает ветровая нагрузка, то угол наоборот должен быть маленьким. Конструкция крыши усложняется с увеличением угла наклона, также возрастает ее стоимость из-за большего расхода материала.

Пример расчета площади и других параметров вальмовой крыши

Данный вариант предусматривает конструкцию с двумя равными трапециями и треугольниками. В первую очередь нужно определиться либо с величиной высоты будущей крыши, либо с углом наклона. От этих величин будут зависеть все последующие расчеты.

1. Если основным показателем является угол наклона, то высоту конька вальмовой крыши можно вычислить следующим образом: тангенс угла умножается на величину расстояния между краями вальмовых скатов и делиться на два. Если же вы отталкиваетесь от высоты вашей крыши, то расчет идет в обратном порядке. Т.е. вычисляется величина тангенса будущего угла: берется значение высоты будущей кровли, умножается на два и делится на расстояние от края до края ската.
2. Длину ската определяем при помощи теоремы Пифагора, т.е. вычисляем сумму катетов (высота крыши и половина основания вальмы) прямоугольного треугольника и извлекаем квадрат.
3. Таким же способ рассчитываем величину вальмовых (накосных) стропил, разбив трапециевидный скат на прямоугольник и два треугольника.

Стропильная система вальмовой крыши: конструкция и монтаж

Вальмовая крыша, пожалуй, самый популярный вид четырехскатной кровли. Она подходит для перекрытия частных домов большой и малой площади, бань, даже беседок. Узнаваемую геометрию ей придает стропильная система вальмовой кровли, совокупность опорных элементов, работающих как каркас.

Сложность данной конструкции заключается в большом количестве составных частей и узлов крепления, требующих особых навыков и опыта. Эта статья ответит на вопросы о том, из чего она состоит, какие материалы используют для строительства, а также как выполняют монтажные работы.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша относится к четырехскатному типу, то есть образована из четырех скатов, плоскостей, имеющих одну общую сторону. Два ската, заменяющие собой фронтоны, называют вальмовыми или торцевыми, они имеют треугольную форму. А два других, в виде трапеций, обозначают термином фасадные. Линия, в которой сходятся все четыре ската – конек, самая высокая часть крыши. Конструкция вальмового типа состоит из:

1. Вальмовых скатов, которые имеют форму треугольника, располагаются на месте, принадлежащем фронтонам.
2. Фасадных скатов трапециевидной формы.
3. Конька, линии, которую образуют верхнее соединение стропильных пар, вершины вальмовой крыши.
4. Свеса, выступающей за пределы периметра дома части крыши, образованной за счет длины стропильных ног или кобылок. Он защищает поверхность стен от талой и дождевой воды.
5. Стропильной системы вальмовой крыши, каркаса несущего и распределяющего вес кровельной конструкции.
6. Кровельного материала, покрытия, которое настилают на стропильные ноги вальмовой крыши для защиты от атмосферных осадков.
7. Водостока, системы отведения воды, скапливающейся на крыше. Он состоит из желоба, водоприемной воронки и водосточной трубы и переносит влагу с поверхности крови к ливневой канализации.
8. Снегозадержателей, элементов, не дающим снежным массам, накопившимся на крыше, обрушиваться и травмировать проходящих мимо людей.

Виды стропильной системы

Стропильная система вальмовой кровли может быть трех типов, в зависимости от того, как располагаются стропила:

• Висячего. Это означает что стропила имеют опору на две точки: в верхней части на коньковый прогон, а в нижней на мауэрлат. Висячая стропильная система испытывает нагрузки на прогиб, сжатие и распирание. Все эти силы оказывают на нее дестабилизирующее действие, поэтому необходимы дополнительные компенсирующие элементы – затяжки, ригели, бабки. Они усложняют конструирование и монтаж вальмовой крыши, поэтому опытные кровельщики советуют отказаться от висячих стропил, если есть такая возможность.
• Наслонного. При таком типе стропильной системы вальмовой крыши, стропила имеют опору на три точки: вверху на конек, в середине на стойку, а внизу на мауэрлат. Стойки устанавливают на внутренние несущие стены. Дополнительные вертикальные опоры снижают прогиб стропильных ног и ликвидируют распирающие усилие. Поэтому наслонную систему считают надежнее и устойчивее висячей, а кроме того более простой в монтаже.
• Комбинированного. Этот термин означает что стропильная система состоит из чередующихся наслонных и висячих элементов. Это возможно, если в качестве опоры для стойки используют не внутреннюю несущую перегородку, а столб или колонну. Крыша получается открытого типа, то есть все балки и стойки не скрыты обшивкой, а видны.

Важно! При помощи висячей стропильной системы можно перекрыть строение не больше 6 метров шириной. Использование наслонных стропил с одной дополнительной опорой увеличивает это расстояние до 12 м, с двумя – до 18 м.

Используемый материал

Стропильная система крыши вальмового типа состоит из множества составных частей, которые отражает чертеж, они изготавливают из следующих материалов:

Из металла. В таком случае используют уголки и двутавры из оцинкованного металла. Это прочный, коррозионностойкий, долговечный материал, который выдерживает большие нагрузки. У металлических стропил есть ли два существенных минуса – значительный вес и высокая стоимость. Поэтому используют металл в строительстве крыши крайне редко, особенно в частном домостроении.

Правильно обработанное и подготовленной дерево – прекрасный материал для изготовления стропильной системы. Работать с ним гораздо проще, он не требует специального инструмента. А приятная цена позволит снизить затраты. Тем более металлический каркас крыши могут позволить себе лишь те, кто уверен в запасе прочности фундамента.

Элементы системы

В зависимости от площади и особенностей планировки дома, стропильная система вальмовой крыши приобретает различные виды, но основу ее составляют следующие элементы:

1. Мауэрлата, представляющего собой брус сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Его задача – равномерное распределение веса кровельной конструкции по периметру несущих стен. К мауэрлату крепят нижние части стропильных ног.
2. Лежня, изготовленного из бруса толщиной 100 мм и более, который выполняет функции мауэрлата на внутренних несущих перегородках. На лежень монтируют стойки.
3. Конькового прогона, деревянный брусок, на который опираются верхние части стропильных ног. Его соединяет собой вертикальные стойки.
4. Диагональных стропил, формирующих ребра вальмовых скатов. Их крепят таким образом, что они продолжают конек и расходятся к углам дома. Всего в вальмовой крыше четыре диагональных стропильных ноги, их крепят к коньковом прогону и мауэрлату. Эти стропильные ноги имеют большую длину и подвергаются большим нагрузкам, поэтому их толщина должна быть в два раза больше рядовых.

Обратите внимание! Некоторые элементы стропильной системы вальмовой крыши имеют значительную длину. А стандартный размер пиломатериалов из дерева ограничен шестью метрами. Чтобы выйти из этой проблемной ситуации, кровельщики изготавливают клееные или наборные стропила, составленный из двух или трех частей.

Монтаж мауэрлата

Монтаж мауэрлата – отправная точка создания стропильной системы для вальмовой кровли. Правильная установка обеспечит надежное основание для стропил. Во время строительства дома из бруса или бревна роль мауэрлата выполняют верхние венцы. В сооружениях из кирпича, газосиликатных блоков его крепят следующим образом:

• На верхнем срезе стен налаживают опалубку и заливают бетонный, усиленный арматурой пояс, в который вмуровывают металлические шпильки.
• Мауэрлатный брус обрабатывают антисептиком глубокого проникновения и изготавливают в нем отверстия под шпильки. При чем расположение отверстий рассчитывают таким образом, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног, а находились между ними.
• После застывания бетонного пояса, которое происходит в течении 2-3 дней, на него монтируют гидроизоляцию. Эти функции обычно выполняет сложенный в два соя рубероид.
• Мауэрлат укладывают на гидроизоляцию и притягивают металлическими шпильками.

Обратите внимание, что большое количество отверстий снижают прочность мауэрлата, провоцируют появление трещин, дефектов, снижая его опорные функции. Запомните, в мауэрлате никогда не выполняют выпилы под стропила, нарушать его целостность нельзя!

Этапы сборки

Результат расчета, произведенного вручную или программой, фиксируют, создавая чертеж, котором отражают размеры и взаимное расположение элементов стропильной системы, а затем начинают собирать ее согласно следующему плану:

• Устанавливают мауэрлат и лежень описанным в предыдущем пункте способом. На лежень монтируют стойки, чтобы не сохранить их вертикальное расположение используют временные подкосы, углы проверяют строительным уровнем. На стойки с помощью металлических уголков или гвоздей прикрепляют коньковый прогон.
• Если этого требует проект ставят подкосы из бруса. Верхнюю часть приколачивают гвоздями у середине стропил, а нижнюю к стокам.
• Устанавливают диагональные стропила. Осуществляют двойную врезку под углом 45 градусов, присоединяя их к коньку гвоздями. Нижнюю часть ноги крепят к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна.

Грамотный расчет, подробный чертеж и качественная установка – залог долгой службы и надёжности стропильной системы крыши.

Расчёт вальмовой крыши

Скачать, сохранить результат

Выберите способ сохранения

Информация

Вальмовая крыша имеет высокие эксплуатационные характеристики и сложную конструкцию, однако благодаря онлайн калькулятору произвести ее расчет сможет каждый домовладелец. Наш калькулятор достоверно рассчитает конструкцию вальмовой четырехскатной крыши. По результатам вычислений формируется 2D чертеж крыши и выполняется 3D визуализация.

Вальмовая крыша имеет четыре ската — торцовые в форме треугольников и боковые в виде трапеции. Скаты расположены под одинаковым углом к основанию. Их бока соединяются вальмами (наклонными ребрами), а верхушки – коньком. По периметру дома укладывают мауэлрат, на который опираются стропила. Вальмовая четырехскатная крыша имеет карнизный свес, в зависимости от ваших предпочтений

Достоинства и недостатки вальмовой крыши

Хоть расчет вальмовой крыши сложный, это одна из самых популярных конструкций для частного дома. Она имеет ряд преимуществ:

• Обтекаемость кровельного покрытия;
• Жесткость конструкции;
• Отсутствие фронтонов

Вальмовая крыша также имеет ряд недостатков:

• Сложность расчетов и установки крыши;
• Большой отхода материала (особенно МЧ).

Таким образом, достоинств больше, а онлайн калькулятор с чертежами крыши в деталях поможет в ее расчёте.

Специфика работы калькулятора расчета вальмовой крыши

Наш калькулятор сделает моментальный расчет стропильной системы вальмовой крыши – длину и количество стропил (в том числе диагональных), длину конька. От домовладельца требуется ввести лишь начальные параметры: длину и ширину дома, скат кровли, высоту. Хочется отметить, что ширину доски для стропил нужно выбирать исходя из нагрузок, как от ветровых и снега, так и от массы самого материала для кровли. Если вы делаете теплую крышу, то расстояние между стропил, должно соответствовать ширине утеплителя, чтоб избавиться от подрезок и не тратить материал.

Обрешётка

Доска для обрешётки обычно используется толщиной 30 мм. Ширина может быть разная, для металлочерепицы с шагом 35 см в соответствии с длиной продольной оси модуля МЧ «Монтеррей» оптимальная ширина доски — 100мм, для других типов покрытий, шаг и ширина доски может быть разной. Не забывайте, что на обрешётку для мягкой кровли, поверх будет класться ОСП или фанера сплошным ковром.

При устройстве теплой крыши необходимы:

• Утеплитель толщиной 100 мм, но лучше 150-200 мм.
• Гидроизоляция, пароизоляция;
• Контробрешетка толщиной не менее 30 мм.

Как вы уже поняли, рассчитать вальмовую крышу на онлайн калькуляторе очень легко, даже обладая совсем слабыми знаниями в строительстве. Основные конструктивные особенности вальмовой крыши схожи с геометрией школьной программы, по этому давайте считать вместе.

Вальмовая крыша своими руками, пошаговая инструкция, чертежи и фото

Вальмовая крыша что это такое, отличия, плюсы и минусы

К отличительным особенностям таких крыш относят наличие четырехскатной стропильной системы с двумя треугольными скатами на противоположной стороне. Оставшиеся два ската могут быть трапециевидными или треугольными, вертикальные боковые фронтов в классическом исполнении отсутствуют. При полном занятии торцовых скатов всей площади от конька до карниза крыша называется вальмовой, при частичном – полувальмовой.

Преимущества таких конструкций проявляются в:

• Устойчивости и выдержке существенных ветровых и снеговых нагрузок. Благодаря четырехскатной форме, дополнительным ребрам жесткости, отсутствию вертикальных стен и строгим требованиям технологии строительства такие конструкции лучше выдерживают воздействие сильных воздушных потоков, не задерживают снег и не деформируются под весом осадков. Как следствие, в регионах с неблагоприятными погодными условиями они служат дольше и надежней в сравнении с одно- или двускатными кровлями.

• Минимальной вероятности разрушения карнизных свесов и надежной защите фасада от промокания по всему периметру при их достаточной длине.

• Равномерном прогреве подкровельного пространства.

• Эстетичности и оригинальном внешнем виде. Вальмовые крыши особенно уместны при строительстве малоэтажных жилых домов в европейском стиле, конструкция считается популярной и стильной.

• Многообразие предлагаемых вариантов, возможности изменения визуальной высоты дома. В классическом исполнении вальмовые крыши имеют высокий наклон и прямые стропила, но применение современных кровельных материалов позволяют строить конструкции с любым углом, вплоть до минимальных 5° и сложными конфигурациями. Помимо традиционной вальмовой крыши владельцы могут установить голландскую полувальмовую (с укороченными в 1,5-2 раза противоположными скатами), датскую (с вертикальными фронтонами поверх скатов или треугольными окнами), ломаную вальмовую кровлю, но по понятным причинам расчет и возведение таких конструкций обойдутся дороже.

Недостатков у вальмовых крыш немного, но при выборе этого варианта владельцам стоит помнить о росте трат на материалы или оплату работы специалистов. Расчет и монтаж таких конструкций требуют особых навыков и знаний, ошибки приводят к перерасходу материалов и снижению устойчивости и срока службы крыши.

К эксплуатационным минусам вальмовых кровель также относят скрадывание внутреннего пространства и отсутствие возможности установки стандартных вертикальных стеклопакетов, что в свою очередь приводит к лишним тратам при обустройстве жилых мансард.

Вальмовая крыша

Важными в чертежах четырехскатной вальмовой крыши являются узлы соединений основных элементов конструкций:

• Крепление диагональных и рядовых стропил к мауэрлату;
• Соединение концов конька с балками;
• Крепление кобылки к стропильной ноге. При ее отсутствии – детализация на чертеже запила доски для соединения с мауэрлатом.
• Установка нарожников.

Следующим этапом в проектировании четырехскатной вальмовой крыши будет нанесение слуховых или мансардных окон, отверстий вентиляционных труб, дымоходов на чертеж. Эти проемы в каркасе обрамляют деревянными брусками. Кровля укладывается на «пирог» из теплоизоляции. На балки натягивается пароизоляционная пленка, поверх нее устанавливают крепление обрешетки. Укладывается утеплитель, а следом за ним – рейки контробрешетки. Завершающий этап зависит от кровельного материала.

Конструкция

На четырехскатную крышу здания помимо постоянной нагрузки от кровли, каркаса и утеплителя воздействует ветер и осадки. От максимального количества снега, выпадающего зимой в регионе строительства, зависят такие показатели:

• Тип кровельного материала, следовательно, и вид обрешетки;
• Размер сечения бруса;
• Количество поддерживающих элементов в конструкции.

Вам будет интересно: Самые распространённые виды крыш по конструкции: каркас и составляющие

Расчет постоянной нагрузки G на четырехскатную крышу производится путем сложения веса всех материалов в кровельном пироге на 1 кв.м. Полученное значение по СНИПу необходимо умножить на коэффициент 1,1 для запаса прочности.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W=Wo×k×с,

где Wo – ветровое давление, которое можно взять из справочника для определенной местности;

k – коэффициент, учитывающий изменение по высоте ветрового давления;

с – коэффициент аэродинамический (принимаем равным 0,8).

Формула расчета снеговой нагрузки представляет собой значение из справочника для города постройки, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона скатов. Дальнейший расчет покажет подходящее сечение балки для каркаса четырехскатной вальмовой крыши, а также необходимость укрепления конструкции дополнительной опорой.

Полученные нагрузки стоит сложить и умножить на грузовую площадь стропильной ноги. Чтобы узнать линейную распределенную нагрузку по длине балки, необходимо будет поделить полученное значение суммарной нагрузки на длину элемента.

Расчет площади скатов вальмовой крыши

Чтобы составить смету кровли, необходимо знать, сколько понадобится материала. Для этого «разбивают» четырехскатную крышу на плоские геометрические фигуры и вычисляют площадь каждой из них. Исходные данные берут из чертежей: высоту конька или углы наклона, расстояние между стеной и свесом, габариты здания.

Для простой шатровой четырехскатной крыши делают расчет площади одного равнобедренного треугольника и умножают полученное значение на 4. Следует учитывать, что посчитать площадь от конька до карниза на чертеже с точностью до кв.см – невозможно. Расчетами определяют приближенное количество материала.

В примере ниже чертеж и расчет четырехскатной шатровой крыши с длиной свеса крыши в 1 метр, углом уклона 50°для здания со стенами размерами 5,25м.

Вальмовая крыша своими руками чертежи и фото пошаговая инструкция

Вальмовая крыша своими руками чертежи и фото пошаговая инструкция. Работы начинаются с выбора типа стропильной системы (наслонной или навесной) и расчета параметров кровли (высоты конька, длины, сечения и шага прогона стропил, угла наклона скатов и обосновании потребности в дополнительных подпорках).

При составлении проекта кровли обязательно указываются места размещения дымовых и вентиляционных каналов, слуховых и осветительных окон и заранее выбираются способы ее изоляции и обшивки. Чем больше мелочей будет учтено при расчете, тем меньше проблем возникнет потом, в идеале этот этап полностью доверяют профессионалам или как минимум согласовывают с ними готовый проект.

Основные работы ведут пошагово:

1. По периметру защищенных от влаги стен крепится мауэрлат.

2. Поверх основного бруса набиваются балки перекрытия и временный дощаной настил.

3. Монтируются вертикальные опоры и коньковый брус.

4. Диагональные стропила собираются в каркас вальмы и крепятся к коньку.

5. Последовательно устанавливаются нарожники, рядовые стропила, подкосы и дополнительные крепления.

6. Выполняются работы по утеплению, гидроизоляции и обшивке крыши.

Усиление стропильной системы

Для обеспечения прочности и долговечности вальмовой крыши недостаточно изготовить стропильную систему, ее необходимо еще и усилить.

Самыми распространенными способами усиления являются:

1. Установка на углы крыши шпренгелей со стойкой, подпирающей диагональную опору. Если шпренгель расположен вдалеке от угла, лучше всего пристроить к нему шпренгельную ферму.
2. Установка стоек, соединенных сверху брусом на перекрытие (железобетонное) или затяжку. Они выполняют функции подпорок и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на дом.
3. Использование сдвоенных балок вместо одного бруса при излишней длине диагональных стропил.
4. Использование деревянных досок 40*40 или 50*50 мм для сооружения обрешетки.

Стропильная система и мауэрлат

При правильном подходе мауэрлат закладывается еще на этапе строительства коробки дома, в остальных случаях его крепят перед монтажом стропильной системы.

В малоэтажных жилых домах его закладывают из обработанного антисептиками и антипиренами хорошо просушенного бруса из дуба, качественной осины, бука или хвойных пород с сечением не менее 100×150 мм.

Чем больше будет площадь и вес скатов, тем толще должен быть мауэрлат. Брус соединяется на углах «в лапу» и крепится на заранее заложенные в стенах толстые металлические шпильки, поверх обязательной гидроизоляционной прослойки из мастики или рубероида.

Количество отверстий для шпилек ограничено, выпилы в брусе для крепления других элементов делать запрещено. Этап крепления мауэрлата завершается его разметкой с помощью ярких маркеров или маяков, все размеры и совпадение противоположных элементов проверяется несколько раз.

• Элементы стропильной системы выпиливаются из качественного бруса с одинаковым сечением от 50×150 мм, при необходимости длинные диагональные балки сращиваются из отдельных отрезков.

• На стены рядом с мауэрлатом или закрепленный ниже брус монтируются балки перекрытия (при наличии). Мауэрлат стягивается затяжками для снятия и перераспределения весовой нагрузки.

• Поверх мауэрлата монтируется прогон (рекомендуемый и упрощающий работу, но необязательный этап).

• По центру стропильной системы крепятся основные вертикальные стойки, скрепляемые коньковым брусом.

• К коньку крепятся центральные стропила торцевых скатов.

• Проводится уточненная разметка и крепление промежуточных стропил фронтальных свесов.

• Монтируются 4 диагональные стропила, соединяющие углы дома и конек, при необходимости – с дополнительными промежуточными опорами.

• К диагональным стропилам крепятся нарожники с равным интервалом, совпадающим с шагом прогона основных стропил.

• Стропильная система при необходимости укрепляется дополнительными элементами (подкосы, шпренгели, ветровая балка).

• В системах с заканчивающими на мауэрлате стропилами монтируется «кобылки», в остальных случаях балки подготавливаются к креплению карнизной доски и будущей обшивке свесов.

Устройство стропильной системы

Стропильная система является основной составляющей всей конструкции кровли.

В отличие от двускатной, устройство несущей конструкции вальмового типа кровли более сложное.

Независимо от того будет здание прямоугольным или квадратным, форма скатов не изменится.

Рассматривая устройство системы стропил вальмовой кровли можно определить, что она состоит из нескольких элементов:

1. Мауэрлат — основание для стропил, связующее звено между несущими стенами и стропильной системой.
2. Накосные или диагональные опоры – имеют наибольшую длину и несут наибольшую нагрузку.
3. Центральные стропила – служат для соединения конька с мауэрлатом по бокам скатов, сходятся на углах конька с 3-х сторон.
4. Промежуточные стропила — соединяют конек и карниз.
5. Подкосы – создают не только жесткость, но и обеспечивают конфронтацию ветровым нагрузкам со стороны фронтонов здания, располагаются под разным углом к стропильным ногам.
6. Нарожники – наиболее короткие стропила.
7. Шпренгели или шпренгельные фермы – усиливают несущую способность конструкции кровли. Представляют собой балку из бруса, расположенную на углу соединяющихся внешних стен.
8. Стойки – придают ногам опор дополнительную устойчивость, устанавливаются на стыке двух стропил и коньковой балки.
9. Угловое стропило (ребро) – расположено под меньшим углом, чем промежуточные элементы системы.
10. Короткие стропильные ноги – закреплены на угловой опорной доске.
11. Конек.
12. Затяжка – выполняет функцию балки перекрытия.
13. Ветровая балка – крепится с наклоном с ветреной стороны крыши.
14. Прогоны – расстояние между соединением опор к коньку.

Финишное покрытие пирог из мягкой черепицы

Мягкая битумная черепица считается оптимальным по цене, надежности и внешнему виду кровельным материалом для вальмовых крыш. Благодаря хорошей эластичности и низкому проценту отходов при раскрое ее с равным успехом используют для отделки треугольных скатов и сложных участков. Для достижения планового срока службы (25-30 лет) и получения красивого покрытия при ее монтаже на вальмовые кровли:

• Мягкая черепица укладывается на практически сплошную (с зазорами между элементами -6-10 мм) обрешетку из фанеры, обрезной доски или качественных листовых древесных материалов. Необрезная доска для этих целей не подходит, настил на скатах должен быть максимально ровным и гладким. По этим же причинам в ходе монтажа обрешетки избегают образования изломов или острых углов. Вентиляция пространства под настилом обеспечивается с помощью контробрешетки

• При уклоне кровли свыше 18 ° обеспечивается обязательная гидроизоляционная защита проблемных участков (конек, ребра, карнизные свесы, места примыкания к трубам закрываются самоклеящимися лентами или рулонными материалами, промазываемыми битумными мастиками), при меньшем уклоне помимо этих работ вся площадь настила закрывается сплошным ковром. Полотнища монтируются снизу-вверх с 10-15 нахлестом по бокам, стыковки материала по длине всячески избегают.

• Одновременно с набивкой настила и до монтажа мягкой черепицы в пирог закладываются вентиляционные элементы (вытяжные отверстия у конька и в верхней части кровли, приточные продухи – у карнизов, каналы и зазоры для ввода влаги их теплоизоляционной прослойки при ее наличии).

• Мягкая черепица разрезается после тщательных замеров и монтируется с нижней части свесов исключительно по разметке, со смещением каждого ряда до полуметра (точный шаг зависит от узора лепестков). Нижние части с самоклеящейся полосой тщательно придавливаются, для крепления верхних сухих краев используются специальные мягкие гвозди (не менее 4 для каждой мертвой полосы).

Стоит отметить, что расчет количества мягкой черепицы и доборных элементов при обустройстве вальмовых крыш по возможности доверяется специалистам. Из-за сравнительно сложной конфигурации кровли материал приобретается с запасом, на одном скате настилается черепица из одной партии. Игра с оттенками и комбинирование разных цветов допускается лишь при высоком профессионализме кровельщика.

Вальмовая крыша — стропильная система

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

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.

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.

Схема 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

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)

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.

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.

Вальмовая крыша своими руками

Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

Угол наклона

При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.

В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.

Карта ветровых нагрузок регионов России

Так же немаловажным фактором при расчете уклона, является тип кровельного покрытия. Дело в том, что у некоторых из них есть рекомендуемое ограничение высоты угла, пренебрегать которым не следует. И так, чтобы не сделать ошибок ознакомьтесь с каждым из них:

• Шифер — рекомендуемый угол уклона 15º — 65°. Несоблюдение данных параметров может привести к попаданию влаги между стыками листов;
• Керамическая черепица — наилучший уклонный угол для скатов 35° — 65°. Пренебрежение рекомендуемого производителем уклона, приведет к возможности образования конденсата;

Правильный расчет площади

Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши — это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.

Расчет площади вальмовой крыши

Если вы все же боитесь ошибиться, правильно произвести подсчет могут специалисты у которых вы будите приобретать кровельное материал, либо вы можете воспользоваться любым из удобных для вас он-лайн калькулятором, которых полно в интернете.

Расчет стропильной системы

Для точного расчета системы стропил необходимо воспользоваться приведенной ниже таблицей соотношения между длиной и их размещением.

Исходя из вышеуказанной таблицы, длина стропильной ноги равна её произведению коэффициента и проекции. Применение таблицы поможет максимально точно произвести все необходимые вычисления.

Сам расчет осуществляется в следующей последовательности:

• Используя обычную рейку найдите заложение (горизонтальную проекцию) промежуточной стропильной ноги. Найдите в таблице ваш коэффициент уклона и умножьте на представленный коэффициент;
• От конькового прогона до места крепления нижней части стопильной ноги, измеряем длину стропила;
• Таким же способом, умножив поправочный коэффициент на заложение (горизонтальную проекцию), находим длину свеса стропил. Либо можно воспользоваться теоремой Пифагора (см.рис. 1).

Монтаж стропил

1. Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
2. Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
3. Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.

Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

Установка укороченных стропил (нарожников)

Усиление каркаса

Для того чтобы придать конструкции большую жесткость, её нужно укрепить дополнительными угловыми раскосами и вертикальными стойками. Необходимое их количество рассчитывается исходя из величины максимальной нагрузки стропильной системы. В величину входит вес: кровельного пирога и покрытия, а так же масса снеговой и ветровой нагрузки.

После того, как стропильная система вальмовой крыши усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.