Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа

Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа

Очевидно, что двухскатная крыша строится быстрее, проще и дешевле. Но четырехскатная кровля – это и защита фронтонов, и увеличение мансардной площади, которую треугольник нещадно срезает. Плюс, устойчивость конструкции умножится на 2, а эстетика – на все 10. Все это точно стоит затрат и хлопот. Тем более, что стропильная система вальмовой крыши – не настолько уж сложное и дорогостоящее строение. Об особенностях проектирования, расчета и строительства этой конструкции поговорим в статье.

Как устроен вальмовый каркас

Вальмовая крыша представляет собой модуль из двух трапеций и двух треугольников. Чтобы такая кровля имела правильную форму, выдерживала нагрузки и много лет сохраняла устойчивость, нужно прочное и жесткое основание. Поэтому строится сложная каркасная конструкция с множеством несущих и вспомогательных деталей.

Элементы стропильной вальмовой крыши:

  • Мауэрлат. 

Это мощное основание по периметру здания, которое крепится на вершины несущих стен. С построения мауэрлата начинается любое стандартное возведение кровли. Есть и другие технологии, но чаще всего крыши строят с мауэрлатом. Две его основные задачи: быть опорой для стропил и уравновесить давление на стены.

  • Лежни.

Эти доски укладываются на чердачное перекрытие по линиям внутренних перегородок строения. На лежни устанавливают вертикальные опоры, поддерживающие конек вальмовой кровли, и подкосы. Чтобы основание для каркаса получилось ровным, под лежни используют тот же пиломатериал, из которого сделана мауэрлатная рама.

  • Коньковый прогон. 

Визуально конек – это верхнее основание для обоих трапециевидных скатов вальмовой крыши. Собственно, на коньковом прогоне они и стыкуются, так как на него устанавливают стропильные ноги, формирующие уклон скатов. Но эта схема применяется только в наслонном кровельном строительстве. В крышах с висячей системой конька нет, и ноги упирают друг в друга. Нижние концы стропил крепятся к мауэрлату.

  • Стропила.

Одна из особенностей вальмовой стропильной системы – то, что она состоит из разных типов стропил. Рядовые – стандартные наслонные брусья, на которые ложатся скаты. Диагональные стропила создают те самые вальмы – треугольные элементы на торцах кровельной конструкции. По чертежу диагональные стропильные ноги будут боковыми сторонами и для треугольников, и для трапеций. Также на все скаты для выдержки шага по краям добавляются укороченные рядовые стропила – нарожники.

  • Внутренние усиливающие элементы каркаса

Изнутри стропильный каркас вальмовых крыш имеет сложное устройство с большим количеством деталей. Все они предназначены для усиления несущей системы: одни служат для опирания основных элементов, другие оказывают распорное действие, третьи – наоборот, затягивают доски.

  • затяжки или стяжные балки – стягивают стропильные ноги, препятствуя распору и снижая давление на стены;
  • ригели – те же затяжки, но установленные ближе к вершине;
  • шпренгели – т-образные элементы («т» вверх ногами), которые монтируют в узлах мауэрлата на затяжки или лежни для поддержания диагональных стропил;
  • подкосы – наклонные опоры под рядовые стропильные доски и нарожники;
  • кобылки – короткие брусья, которыми наращивают все скатные опоры для удлинения свесов кровли.

Существует и альтернативная схема сборки каркаса – безраспорная система. В этом случае стропильные доски не стягивают, а дополнительно подпирают посередине. Методом впиливания изнутри в «ноги» вставляется поперечный брус по всей длине, а держат его опоры, стоящие на балке перекрытия.

Задача усложняется, если в проекте эркерная кровля. Как правило, эркерное строение добавляют для установки большого окна. С виду эркер – это маленькая добавочная крыша, и под нее нужно построить свой каркас по той же инструкции. Особого внимания требуют узлы – соединения с основной конструкцией при помощи разжелобков.

Расчет стропильной вальмовой системы: пошаговое руководство

Расчет стропильной вальмовой системы: пошаговое руководство

Главная ошибка при проектировании – начинать с чертежа. Первым этапом должен быть замер стен, поскольку всегда обнаруживаются погрешности в длине, наклоны.

Расчет стропильной системы вальмовой крыши требует определения таких параметров:

  • угол наклона вальмовых свесов;
  • уклон боковых скатов;
  • общая площадь поверхности кровли;
  • нагрузка – общий вес всех строительных материалов (с обрешеткой и покрытием), из которых будет состоять кровельная конструкция;
  • длина диагональных стропильных ног;
  • сечение и шаг стропил (исходя из полной нагрузки с учетом стойматериалов, ветра, снега);
  • общий объем (м3) пиломатериала для стропил.
  • Уклон

Специалисты определяют рекомендованный угол наклона кровли, учитывая прогнозируемые нагрузки: тяжесть самой конструкции, климат. В ветреных регионах не следует делать наклон более 30°, а в городах, где много снега, наоборот, стоит наклонять крышу на 40-45°.

Очень важен выбор материала. Уклон меньше 6° делают только на гаражи и одноэтажные хозпостройки, застилая их толстыми рулонными покрытиями. Мягкой черепице нужен показатель не меньше 12, металлочерепице и профнастилу – 14 и выше, шиферу – не менее 20.

  • Высота и длина конькового прогона

Для начала нужно вычислить неизвестные параметры кровли – это позволит выполнить расчеты для всех элементов конструкции.

  • По формуле H = (b x tg a)/2 высчитывается высота конька (H). Здесь b – ширина здания, a – угол уклона.
  • K = L — D – метод вычисления длины конька. L – длина пролета здания, D –его ширина.
  • Стропила

  • С помощью формулы R = √ H2+d2 можно посчитать боковые стропила (длину). H –высота опор конька, d – это ½ длины строения.
  • Угловые стропильные ноги рассчитываем так: Q = √ R2 + d2. Здесь используем уже известные из предыдущих расчетов значения.
  • Дополнительные укороченные «ноги» (нарожники) будут иметь разные размеры. Первый будет составлять 2/3 длины рядовых стропил, второй – 1/3.
  • Кобылки (бруски для удлинения свесов) обозначим как J. Рассчитываем их длину так: J = U/cos a, где U будет выступ ската (от стены до кромки), a – значение уклона.
  • Площадь

Общую площадь поверхности кровли нужно узнать, чтобы правильно подсчитать, сколько материалов необходимо для строительства. Это пиломатериалы, гидроизоляция, паробарьер, утеплитель, кровельное покрытие. Стоимость работ, кстати, тоже зависит от квадратуры.

Чтобы найти всю площадь, сначала нужно посчитать значения площади обеих трапеций и обоих треугольников.

  • Расчет S трапеции: S=1/2(a+b)×h. Здесь a и b – это нижнее и верхнее основания, h – высота трапеции (перпендикуляр от края свеса до вершины). Значение h – это корень из суммы ширины и высоты.
  • Найти S треугольного ската можно так: S=(h×e)/2, e – основание.

Теперь, сложив все четыре «S», можно узнать полную квадратуру кровельной поверхности и приступить к расчету материалов.

Как устроен вальмовый каркас

В заключение…

Как видите, при проектировании вальмовой, да и любой другой крыши, простыми умножениями в столбик не обойтись. Если вы хотите сделать примерные подсчеты для себя, можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Для общего понимания можно также посмотреть фото- и видео-инструкции по схемам и монтажу. Но правильно и точно разработать проект может только квалифицированный инженер-строитель. А качественно построить крышу своими руками способны только опытные и знающие кровельщики.

В кровельном строительстве эксперименты и неразумная экономия обходятся слишком дорого. Обратившись в нашу компанию, вы не просто не рискуете, вы получаете официальные гарантии!