Коньковый прогон из сдвоенных досок

Стропильная система двускатной крыши

В этой статье мы расскажем, что представляет собой стропильная система двускатной крыши. Мы рассмотрим основные элементы, из которых она состоит, а также их расположение в стропильной конструкции, как правильно установить деревянные стропила и как называются основные элементы стропильной системы.

В предыдущей статье мы рассказали о преимуществах и недостатках различных видов крыш. Двускатная крыша — самая простая и надёжная конструкция для жилого дома. К тому же она подразумевает наличие чердака, что так полезно в загородном хозяйстве.

Двускатная стропильная система имеет несколько базовых разновидностей, на основе которых мастера создают индивидуальные конструкции. Мы рассмотрим их в порядке усложнения.

Для пролёта между несущими стенами до 6 метров

Этот вариант самый простой, при этом он несёт самую малую нагрузку. В нём применяются висячие стропила с основной или подстропильной затяжкой. При такой конструкции стропильная система представляет собой только стропила, соединённые на пересечении в коньке.

Подстропильная балка или затяжка — элемент стропильной системы, который соединяет горизонтальной тягой стропильные ноги противоположных скатов.

Стропильная нога или стропила — основной несущий элемент поддерживающей конструкции крыши. Из ряда стропил формируется скат крыши.

Висячие стропила — способ установки стропил, при котором отсутствуют дополнительные горизонтальные крепления (тяги).

Мауэрлат (деревянная обвязка верха стен) — основа стропильной системы. На каменные стены устанавливается в обязательном порядке.

По расположению затяжек такая кровля бывает двух видов.

С основной затяжкой

Затяжка проходит по верхам стен и опирается на них. Именно в этом случае чаще всего роль затяжки выполняет балка перекрытия. Высота от перекрытия до конька — от 1,4 до 2,5 м. Такой вариант оптимален, если планируется использовать чердачное пространство для временного хранения или просушки чего-либо.

  1. Дополнительное подсобное помещение на чердаке.
  2. Пространство чердака используется полностью.
  3. Значительный запас воздуха — меньшие потери тепла через крышу.

Недостаток: сравнительно малый объём помещения.

С подстропильной затяжкой

Затяжка проходит на уровне ⅓ высоты от опоры стропил до конька. В этом случае нет привязки к перекрытию, и опорные стены стропил могут быть подняты на необходимую высоту. Это позволяет создавать полноценные помещения с высотой стен ½ этажа.

  1. Экономия на стеновом материале второго этажа.
  2. Максимально эффективное использование подстропильного пространства.
  3. Возможность жилого чердачного помещения.
  1. Требуется качественное утепление кровли.
  2. Требуется врезка мансардных окон.

Для пролёта между несущими стенами от 6 до 9 метров

Комбинированная затяжка

При увеличении пролёта количество поддерживающих и стягивающих элементов увеличивается. Это нужно для эффективного распределения нагрузки и передачи её на стены. Висячие стропила на пролёте более 4 метров* можно устроить только одним способом — двойной (комбинированной) затяжкой. При этом длина пролёта* не должна превышать 4,5 м.

* — в данном случае под пролётом понимается длина проекции (тени) одной стропильной ноги в проектном положении.

При устройстве двойной затяжки подстропильную затяжку называют ригелем.

1 — затяжка; 2 — ригель; 3 — стропильная нога; 4 — мауэрлат

Вертикальные опоры

Зачастую приходится сращивать стропила в длину, т. к. 6 метров бывает недостаточно. В этом случае устраивают дополнительные промежуточные опоры. Они могут располагаться в разных областях относительно стропильной ноги. При этом стропила называются уже не висячими, а наслонными.

Наслонные стропила — стропильные ноги, имеющие одну или более опор. Исключение — мансардная двускатная стропильная система с двумя рядами опор, расположенными не по центру.

Бабка или центральная опора — вертикальная стойка, расположенная в месте пересечения стропил.

Прогон — сплошная доска или брус, соединяющий ряд стропил или балок.

Коньковый прогон — соединяет верха центральных стоек (бабок).

1 — затяжка; 2 — бабка; 3 — прогон; 4 — коньковый прогон

Помимо центрального ряда стоек конструкция стропильной системы может предусматривать дополнительные вертикальные опоры — в середине пролёта одной стропильной ноги. По сравнению с подкосными способами укрепления такой способ удобен тем, что не перегораживает проходы. При достаточной высоте чердака можно использовать его в качестве кладовой.

Мансардная стропильная система — частный случай двускатной кровли с вертикальными опорами. Она не имеет центрального ряда стоек, только стойки на ½ проекции стропильной ноги. В ней обязательно присутствует ригель (подстропильная затяжка). Ряд ригелей формирует потолок мансардного этажа.

Для пролётов между несущими стенами от 9 до 14 метров

При таких больших пролётах длина проекции стропил будет от 4,5 до 7 метров и в большинстве случаев не избежать сращивания стропил по длине. Это в свою очередь потребует усиления в месте соединения стропил и применения подкосов.

Подкос — упор, расположенный в проектном положении под углом.

Подкосы могут устанавливаться в разных местах стропил, но не ближе ¼ их длины к концу. Существует множество вариантов их установки. Самый простой способ — установка на лежень.

Лежень — сплошная доска или брус, установленный на несущие балки перпендикулярно им. Служит для распределения нагрузки от подкосов и стоек на балки.

1 — балка; 2 — подкос; 3 — лежень; 4 — бабка

В основном опора подкоса располагается в месте опоры бабки, особенно если они находятся на промежуточной несущей стене. В другом случае центральной опоры может не быть — только подкосы, но они должны быть закреплены к стропильной ноге ближе к середине пролёта.

Частный случай комбинированной двускатной стропильной системы — мансардный этаж с шириной пролёта помещения более 4,5 метров. В этом случае устраивается П-образная рама — прогоны из бруса 100х100, ряд вертикальных стоек по лежням на ½ или ⅔ длины проекции стропил и горизонтальная затяжка (ригель). Оставшееся пространство заполняется (раскрепляется) подкосами. Такой вид стропильной системы применяется на зданиях значительной площади.

Двускатные стропильные фермы с подкосами имеют два существенных преимущества:

  • высокая несущая способность и пространственная жёсткость;
  • возможность создавать прочные пологие скаты большой протяжённости.

При этом пологость скатов обусловлена малой высотой конька над перекрытием, т. е. чердак в большинстве случаев не используется.

Выбирая двускатную кровлю, помните, что помимо относительной простоты устройства и монтажа необходимо правильно организовать распределение нагрузки. Это особенно важно в районах с существенными снеговыми и ветровыми нагрузками. Весенний снег в 2,5–3 раза тяжелее зимнего, поэтому дополнительные опоры и распорки в стропильной системе не будут лишними.

Сращивание конькового прогона по длине

При возведении крыши, основополагающим фактором, является выбор будущей стропильной системы. На эту конструкцию, в течение срока эксплуатации, действуют постоянные и временные нагрузки, поэтому правильный расчет и монтаж несущей системы обеспечат надежность и долговечность всей крыши в целом. Висячие стропила используются в сооружениях, где нет внутренних несущих стен, поэтому опорами для них выступают наружные несущие стены.

Элементы висячих стропил и факторы, влияющие на их выбор

Жилые дома, в основном, имеют в своей конструкции внутренние опорные несущие стены, поэтому применение висячих стропил в них, напрямую связанно с будущим обустройством мансарды. Висячая стропильная система, по сравнению с наслонной, является более сложной. Сложна операция изготовления не только самих стропил, но и монтаж их на стену. При использовании наслонных стропил узлы конструкции собираются вручную из легких элементов. В случае с висячими стропилами, собранная, громоздкая конструкция подается на крышу краном, либо разбирается внизу, подается вручную наверх и собирается заново.

Простейшая стропильная ферма представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, упертых друг в друга и затяжки. Получившаяся конструкция – распорная, но на наружные стены сооружения распор не передается ввиду его нейтрализации затяжкой. Таким образом, в висячей стропильной системе, на стены сооружения передаются только вертикальные усилия, горизонтальные отсутствуют, что делает конструкцию узлов опирания на стены достаточно простой.

Затяжка сооружается либо из деревянных брусьев, либо из металлических планок, а месторасположение зависит от типа кровельной конструкции. Например, при возведении крыши мансардного типа затяжки устанавливаются у основания стропильной конструкции и являются балками перекрытия. Мауэрлат в такой системе не является необходимой частью конструкции. Он может заменяться доской, которая кладется на гидроизоляционную основу, и служит для выравнивания стропильных ферм относительно горизонта, а также для предотвращения смятия древесины в районе узла опирания фермы.

Перед началом проектирования висячей стропильной системы необходимо учитывать следующие важные факторы:

  • климатический регион, сюда входит учет снеговых и ветровых нагрузок, а также общее количество атмосферных осадков;
  • вид кровельной системы (односкатная, двухскатная, шатровая, вальмовая и т.д.);
  • угол наклона ската крыши;
  • вид кровельного перекрытия (шифер, металлочерепица, профнастил и пр.).

Зная вышеперечисленные факторы нагрузок, рассчитывается сечение стропильных ног и ширина пролета висячих стропил. Устройство висячих стропил во многом зависит от применяемой конструкции и характеризуется наличием дополнительных элементов таких как: подкосы, ригели и бабки.

Конструкция висячих стропил во многом зависит от длины пролета в сооружении и наличия или отсутствия мансардного помещения на чердаке.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

  1. Трехшарнирная треугольная арка

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

Читать еще:  Тонкости выбора пластиковых панелей для ванной комнаты


Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.
Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.


Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.


Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

Правила монтажа системы висячих стропил

Порядок установки висячих стропил, условно, разбивается на следующие пошаговые операции:

  1. Вырезаются запилы на правом и левом стропиле для устойчивого и надежного крепления к мауэрлату
  2. Правая и левая стропилины помечаются условными метками в зависимости от их будущего расположения
  3. В верхней части соединяются стропила, ранее выбранным способом (внахлест, встык) либо к коньковому прогону с помощью: металлической пластины, доски, фанеры
  4. После установки двух первых стропильных ног и проверки точности их монтажа, делаются шаблоны для правых и левых стропилин
  5. Вторая пара стропильных ног подготавливается на земле, при помощи ранее сделанных шаблонов
  6. Устанавливается вторая пара на другом краю сооружения
  7. Между полученными, фронтонными парами, протягивается бечевка для контроля уровня остальных стропил
  8. Оставшиеся стропильные пары, устанавливаются на расстоянии, предусмотренным проектом
  9. Высота стропильных ног регулируется ранее натянутой бечевкой и если ее не хватает, то возможно использование деревянных подкладок
  10. Расстояние между стропилами снизу регулируется по разметке на мауэрлате, а вверху, по разметке на временной доске

При достаточно большом расстоянии между наружными стенами монтаж висячих стропил происходит с помощью затяжки для придания устойчивости конструкции. Расстояние между затяжками должно равняться расстоянию между стропилами и его необходимо постоянно контролировать. Чтобы не произошла деформация затяжки под собственным весом, ее следует закрепить с коньком стропильной пары. Такую процедуру необходимо провести с каждой стропильной парой.

Соблюдение порядка монтажа висячих стропил и правильный выбор схемы конструкции, обеспечат крыше необходимую долговечность, прочность и устойчивость.

Устройство вальмовой крыши своими руками

Вальмовая крыша – один из популярных видов крыш, отличающийся высокой прочностью и эстетической оригинальностью. Конструкция вальмовой крыши подразумевает наличие четырех скатов: двух боковых в форме трапеции и двух дополнительных треугольных, которые и носят название вальма. По своему строению и внешнему виду данный тип крыш приближается к шатровому, однако имеет две вершины, а не одну.

Одним из важных достоинств вальмовой кровли является ее отличная обтекаемость и, вследствие этого, устойчивость к разрушениям из-за сильных ветров. Наличие четырех скатов создает обтекаемую форму и не позволяет ветру подрывать конек крыши. Поэтому устройство такой крыши рекомендовано в регионах с высокой ветровой нагрузкой.
Устройство вальмовой крыши – достаточно сложный в технологическом плане процесс. Ему в обязательном порядке должны предшествовать процедуры по расчету и проектированию конструкции.

Основные элементы

Вальмовые крыши любых конфигураций имеют в основе своей конструкции одни и те же элементы, монтирование которых всегда осуществляется по определенным правилам.

Стропила и конек вальмовой крыши находятся в следующих отношениях:

  • Вальмовая кровля в основе своей конструкции имеет два типа стропил: центральные соединяются на коньке с трех сторон, промежуточные стыкуют конек и обвязку, которая идет по верху конструкции, а также формируют карниз крыши;
  • Диагональные ребра монтируются под более малым углом, чем остальные стропильные ноги. Угловые стропила, в зависимости от инженерного решения крыши, устанавливаются как с одного, так и с обоих краев кровли;
  • Некоторые стропила в данной кровельной конструкции будут закреплены не на коньке крыши, а монтированы к угловой стропильной ноге. Важно, чтобы они имели одинаковый угол наклона с остальными промежуточными элементами стропильной системы;
  • Размеры конька целесообразно соотнести с размерами стропильных ног.

Рассмотрим также и другие составные части конструкции:

  • Как и в других видах крыш, основой для всей конструкции является мауэрлат – брус, прикрепленный по всему периметру дома;
  • Скрепляющим элементом конструкции является затяжка, которая чаще всего является балкой перекрытия этажа;
  • Для придания жесткости всей системе используется шпренгель – деталь диагонального соединения мауэрлата около углов здания, позволяющая ослабить нагрузку на стены дома;
  • Часть нагрузки стропильной системы может принимать на себя стойка. Ее использование возможно, если под крышей не планируется жилое помещение. Стойка держит конек и сочленяет два стропила и коньковый прогон;
  • Для увеличения свесов крыши и защиты стен дома от осадков, стропила удлиняются кобылкой;
  • Одним из отличительных элементов является нарожник, который прикрепляется к диагональному стропилу;
  • В данной кровле под прогонами подразумевается расстояние между двумя стропилами, прикрепленными к коньку. Выбор этого расстояния диктуется выбором кровельного материала и учетом погодных условий конкретной местности.

Выбор этого расстояния диктуется выбором кровельного материала и учетом погодных условий конкретной местности.

Характерные особенности

Возведение такого типа конструкции, как вальмовая крыша своими руками, требует особого внимания к ряду характерных особенностей данного типа скатной кровли, не присущих другим конструкциям крыш. Рассмотрим их подробнее.

Диагональные (угловые) стропила

Внешний вид дома с вальмовой крышей предполагает наличие в ее конструкции угловых стропильных ног, длина которых значительно превосходит длину обычных стропил. Кроме того, что данные стропила выполняют функцию ребер жесткости, они также являются местом крепления нарожников. Поэтому, нагрузка на эти элементы системы гораздо выше, чем на обычные стропила, и при их монтировании применяют, как правило, более толстые балки или делают спаренный вариант из двух досок обычного сечения.

Изготовление диагональных стропил производится с учетом угла верхнего и нижнего стыков, которые замеряются плотницким транспортиром и переносятся на элемент.

Сдвоенные диагональные стропила из-за своего увеличенного веса и длины требуют дополнительной опоры.

Опора для угловых стропил

Каркас любой вальмовой крыши подразумевает использование опоры для диагональных стропил. В случае их длины до 9 м достаточно одной опоры, при большем значении необходимо применить 2 опоры. В качестве укрепления диагонального стропила могут быть применены:

  • Вертикальные стойки, монтируемые на перекрытие;
  • Подкосы с характерными для них углом наклона в 45-53° и упором в лежень;
  • Шпренгеля в виде перевернутой «Т» с установкой перпендикулярно стропилу в нижней части пролета в углу.

Задействование используется при необходимости двойного укрепления угловых стропил.

Дополнительные элементы опоры изготавливаются из сдвоенных досок для большей прочности конструкции.

Крепление угловых стропил

Крепеж диагональных стропил в коньковую балку возможен несколькими методами:

  1. При наличии одного прогона по центральной части крыши, угловые стропила крепятся непосредственно к консоли прогона;
  2. Если система предполагает два прогона и использование досок, то ноги угловых стропил крепятся к шпренгелю, который опирается на два прогона;
  3. При двух прогонах и использовании бруса в качестве материала для конструкции, вместе со шпренгелем используется прибоина, которая соединяет промежуточные стропила на коньке. Толщина данной прибоины должна быть более 5 см.

Крепление угловых стропил во всех случаях производится гвоздями с усилением проволокой или хомутом.

Упор нижней части стропильных ног производится в мауэрлат скобами или металлическими уголками.

Возможное устройство нарожников

Нарожники, ответственные за формирование вальмы, в своей верхней части опираются на угловые стропила, а нижней на мауэрлат или балки перекрытий. Установка данного элемента возможна двумя способами:

  • Врубка. Гнезда выбираются таким образом, чтобы полуноги не были напротив друг друга. Рекомендованный шаг врубки от 20 см с возможностью смещения для того, чтобы не осуществлять вырубку в одной точке.
  • Установка брусков для опор. Бруски 5х5 см устанавливаются внизу обеих сторон углового стропила, что позволяет избежать врубки, которая значительно ослабляет всю конструкцию.

Проектирование конструкции

Расчет угла наклона

Угол наклона вальмовой крыши находится в прямой зависимости от ветровой нагрузки каждого конкретного региона. При сильных и частых ветрах необходимо делать минимальный уклон, так как он способствует уменьшению нагрузки на всю конструкцию. Важно учитывать и показатели снеговой нагрузки: при обильных снегопадах выбор стоит сделать в сторону более крутой крыши, так как она не будет скапливать снег на своих скатах. При обилии жарких и солнечных дней желательно остановиться на показателе не более 5°, иначе крыша будет сильно нагреваться.

Читать еще:  Коньковый аэратор для мягкой кровли технониколь установка

Расчёт угла наклона вальмовой крыши зависит и от выбранного кровельного материала:

  • Штучный материал, типа черепицы или шифера требует уклона примерно в 20°;
  • При использовании рулонных кровель уклон может колебаться от 2° до 15°;
  • Профнастил предполагает значение от 12°;
  • Использование ондулина возможно при наклоне не меньше 6°;
  • Мягкая черепица укладывается от 10°.

Не будет лишним учесть, что больший наклон ведет к увеличению площади вальмовой конструкции, что также не лучшим образом отразится на экономической стороне строительства.

Расчет высоты конька и длины конькового прогона

Вычисление высоты конька при знании угла уклона скатов не должно вызвать затруднений. Он будет равен половине ширины дома, помноженного на тангенс угла наклона кровли, узнать который легко из специализированной таблицы.

Возможно, если дом с вальмовой крышей планируется обустроить чердаком или жилой комнатой с определенной высотой потолка, совершить обратные вычисления. То есть определить угол наклона по заранее установленной высоте конька. Для этого высоту конька делим на значение, равное половине ширины дома. Искомая величина составит тангенс нужного нам угла наклона кровли.

Перейдем к вычислению длины конькового прогона. Возьмем для примера классическое симметричное расположение конька, при котором длины центральных стропил и углы наклона обоих скатов равны. В этом случае прогон будет равноудален от всех сторон дома. Длина конькового прогона в данном случае будет равна разнице длины и ширины дома.

Длина стропильных ног

Вычисление длины центральных стропил при знании высоты конька и ширины основания крыши заключается в вычислении длины гипотенузы треугольника. То есть, искомая величина в квадрате составляет сумму квадратов высоты конька и половины ширины дома. Полученная величина будет справедлива для всех стропил, имеющих своим верхним примыканием конек крыши.

По подобной схеме вычисляем и длину длинных диагональных стропил, однако, используем вместо значения высоты конька найденную ранее длину центрального стропила.

Площадь крыши

Четырехскатная вальмовая крыша не предполагает особых сложностей в вычислении своей площади. По сути, это сумма всех скатов кровли, представляющих простые фигуры. Зная размеры основных элементов крыши вычислить площади скатов несложно. Важно, используя полученное значения для покупки кровельного материала и гидроизоляции, прибавить к ним 15-20%, так как материалы часто укладываются внахлест.

Несколько затруднится расчет площади, если планируется вальмовая крыша с эркером или мансардными окнами. В первом случае придется отнимать от площади всей крыши площадь окон, а во втором дополнительно вычислять размеры кровли над пристройкой к основному зданию.

Кровельный пирог

Вальмовая крыша своими руками предусматривает данную последовательность в возведении стропильной системы:

  • Мауэрлат крепится на стены здания и в углах укрепляется шпренгелем;
  • Укладка перекрытий и установка стоек для опоры стропил;
  • Монтаж на стойки конькового прогона;
  • Установка диагональных и затем промежуточных стропил, при необходимости их дополнительное укрепление затяжками или стойками;
  • Обрешетка вальмовой крыши располагается перпендикулярно стропильным ногам, монтируется из бруса 40х40 мм. Степень разреженности обрешетки зависит от типа используемого кровельного материала.

Схема вальмовой крыши (устройства начинки) выглядит так:

  • Слой гидроизоляционного материала должен быть положен на стропила и фиксируется на них скобами или гвоздями. Сверху гидроизоляция закрывается слоем контробрешетки, которая должна содержать зазоры для свободного хождения воздуха и вентиляции кровли;
  • Необходимость использования теплоизоляционного материала зависит от желания обустройства чердака. Если он остается холодным, то важно утеплить перекрытие, чтобы тепло из дома не уходило под крышу. В случае обустройства теплой комнаты утеплитель закладывается между стропилами с внутренней стороны, которая затем зашивается строительным картоном. Под утеплитель рекомендуется уложить слой пароизоляции;
  • Набивка обрешетки зависит от типа используемого кровельного материала. Так как наиболее удобным и экономичным для данной кровли материалом является битумная черепица, то следует выполнить сплошную обрешетку кровли;
  • Как при монтаже кровли на любой тип крыши, важно уделить особое внимание обустройству таких элементов, как конек крыши, места различных примыканий.

Как видим, конструкция и устройство вальмовой крыши имеют достаточное количество подводных камней и сложностей. При строительстве такого типа кровли особое значение приобретает грамотное проектирование, точный расчет всех элементов и соблюдение техники возведения. Однако, затраченные усилия вальмовая крыша с лихвой окупит своими отличными эксплуатационными характеристиками и привлекательным внешним видом.

«Разложить по полочкам»: размеры элементов стропильной системы

Пусть сооружение стропильной системы кажется довольно простым делом, но оно требует точных математических расчётов. Правильные размеры элементов несущей конструкции не позволят кровле быть хрупкой и спасут хозяина дома от чрезмерных денежных трат.

Расчёт параметров стропильной системы

Стропильную систему образуют не только стропильные ноги. В конструкцию входят мауэрлат, стойки, подкосы и другие элементы, размеры которых строго стандартизированы. Дело в том, что составляющим стропильной системы полагается выдерживать и распределять определённые нагрузки.

Элементы стропильной системы простой двускатной крыши — это стропила, прогон (коньковая доска), стойки, лежень, мауэрлат и подстропильные ноги (подкосы)

Мауэрлат — это конструкция из четырёх брусьев, соединяющая кирпичные, бетонные или металлические стены дома с деревянной несущей конструкцией крыши.

Брус мауэрлата должен занимать 1/3 места наверху стены. Оптимальное сечение этого пиломатериала — 10х15 см. Но существуют и другие подходящие варианты, например, 10х10 либо 15х15 см.

Главное, для создания мауэрлата не брать брусья шириной менее 10 см, так как они сильно подведут в вопросе прочности. А вот пиломатериал шириной более 25 см в надёжности сомнений не вызовет, однако будет давить на дом так, что тот в скором времени начнёт разрушаться.

Мауэрлат должен быть уже стены, иначе он будет оказывать на стены чрезмерное давление

Идеальная длина бруса для основания под стропильную систему равна длине стены. Соблюсти это условие не всегда получается, поэтому мауэрлат позволительно сооружать и из отрезков полностью или хотя бы примерно одинаковых по длине.

Лежень выступает элементом стропильной системы, который находится в лежачем положении и служит основанием для стойки (бабки) несущей конструкции кровли.

В качестве лежня обычно берётся брус такого же сечения, как и мауэрлат. То есть оптимальный размер горизонтального элемента на внутренней несущей стене — 10х10 или 15х15 см.

Размером лежень не отличается от мауэрлата

Коньковый брус

Из-за размеров конькового бруса, в который стропила упираются верхним концом, вес крыши не должен выходить за допустимые рамки. Это значит, что для конька требуется брать брус довольно прочный, но нетяжёлый, чтобы под его давлением не прогнулись другие элементы несущей конструкции кровли.

Наиболее подходящий сосновый пиломатериал для конька крыши — это брус сечением 10х10 см или 20х20 см, как у стоек конструкции.

Коньковый прогон не должен быть толще стойки стропильной системы

Кобылка — это доска, удлиняющая стропило, если оно недопустимо короткое.

При использовании кобылок стропильные ноги обрезают вровень с наружной стеной. А доски, удлиняющие их, подбирают таким образом, чтобы они образовывали необходимый свес крыши и были не толще самих стропил.

К длине кобылки обязательно добавляют лишние 30–50 см, которые уйдут на совмещение стропила с дополнительной доской и сделают соединение каркаса и свеса кровли максимально крепким.

По толщине кобылка уступает стропильной ноге

Стойка — это то же самое, что и центральная опора. Высоту вертикального бруса в стропильной системе принято находить по формуле h = b1xtgα – 0,05. h — это высота стойки, b1 – половина ширины дома, tgα – тангенс угла между стропилом и мауэрлатом, а 0,05 — это примерная высота коньковой балки в метрах.

Стойки рекомендуется создавать из брусьев сечением 10х10 см.

Главное требование к стойкам — устойчивость, поэтому в качестве них выбирают толстые, как лежень, брусья

Подкосом называется элемент стропильной системы, который под углом не менее 45° (по отношению к горизонтали среза стен) одним концом монтируется на стропиле, а другим — на затяжке, проложенной в направлении от одной стены дома к другой, вплотную к вертикальной стойке.

Длину подкоса определяют по теореме косинусов, то есть по формуле a² = b² + c² — 2 x b x c x cosα для плоского треугольника. a обозначает длину подкоса, b — часть длины стропила, c — половину длины дома, а α – угол, противолежащий стороне a.

Длина подкоса зависит от длины стропила и дома

Ширина и толщина подкосов должна быть идентична этим же размерам у стропильной ноги. Это значительно облегчит задачу по закреплению элемента в каркасе кровли.

Затяжка устанавливается у основания стропильной системы и играет роль балки перекрытия. Длина этого элемента определяется протяжённостью здания, а его сечение не отличается от параметра стропильных ног.

Затяжка по-другому может называться потолочной лагой

Скользящая опора для стропил

Скользящая опора или элемент стропильной системы, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации, должен характеризоваться следующими параметрами:

  • длина — от 10 до 48 см;
  • высота — 9 см;
  • ширина — 3–4 см.

Размер скользящей опоры должен позволять хорошо фиксировать стропила на основании кровли

Доски или брусья для стропил

Размер досок, которые станут стропилами крыши с симметричными скатами, определить нетрудно. В этом поможет формула из теоремы Пифагора c² = a²+ b², где c выступает в качестве необходимой протяжённости стропильной ноги, a обозначает высоту от основания кровли до конькового бруса, а b — ½ часть ширины здания.

Параметры стропил, отличающихся асимметрией, тоже узнают по формуле Пифагора. Однако показателем b в этом случае будет уже не половина ширины дома. Это значение для каждого ската придётся измерять отдельно.

По формуле Пифагора можно вычислить как длину стропил, так и высоту стойки

Стропилами обычно становятся доски толщиной от 4 до 6 см. Минимальный параметр идеален для строений хозяйственного назначения, например, гаражей. А стропильную систему обычных частных домов создают из досок толщиной 5 или 6 см. Средний показатель ширины главных элементов несущей конструкции кровли — 10–15 см.

Читать еще:  Металлочерепица монтеррей характеристики и описание

При большом шаге и значительной длине сечение стропил непременно увеличивают. Допустим, когда расстояние между ногами несущей конструкции крыши достигает 2 м, для стропил выбирают сечение 10×10 см.

На длину стропила влияет степень наклона кровли и протяжённость пространства между стенами, расположенными друг против друга. С увеличением уклона крыши длина стропильной ноги растёт, как и её сечение.

Размер стропил обусловлен величиной зазора между ними

Правила монтажа стропильной системы вальмовых крыш

Крыша выполняет много функций, поэтому к ее обустройству нужно подходить грамотно и ответственно. Вальмовая крыша – один из наиболее надежных вариантов.

Достоинства:

  • Способна противостоять сильным ветрам;
  • Долгое время не деформируются, имея жесткую конструкцию;
  • Можно сделать карнизные свесы любой длины со всех сторон постройки, что обеспечивает дополнительную защиту фасада от осадков;
  • Карнизные навесы разрушаются гораздо меньше;
  • Если дом имеет мансарду, то строение с вальмовой крышей выглядит ниже и красивее.
  • Можно создать индивидуальный проект.

Недостатки:

  • Конструкция тяжело устанавливается;
  • Обустройство крыши обойдется довольно дорого;
  • Чердачное помещение уменьшается, в дальнейшем трудно будет обустроить в нем мансарду;
  • Если в крыше есть мансардные окна, то через них может проникать влага в помещения.
  • Для ее монтажа понадобится нанимать специальную бригаду строителей, потому что одному ее сделать невозможно.

Вальмовая крыша подразделяется на несколько видов:

  • Четырехскатный стандартный тип – для его установки понадобится прямые брусья. Угловые ребра начинают тянуться от коньков, свесы необходимо располагать на одной высоте.
  • Голландский полувальмовый тип – имеет укороченные вальмы и в длину они в 1,5-3 раза меньше скатов. Это делается с целью установки вертикальных видов окон в чердачном помещении.
  • Датский полувальмовый тип – делается вертикальный фронт, а чуть ниже необходимо обустроить торцевой скат. В виде фронта применяются треугольные окна.
  • Шатровый тип – чаще всего его делают, если крыша имеет квадратную форму. Вальмы этого вида напоминают равнобедренные треугольники, а их ребра соединяются в определенной точке.
  • Вальмовый ломаный тип – скаты делаются различных параметров, которые могут расходиться под разными углами. Если на доме установлена ломаная вальмовая крыша, то он смотрится эффектно и необычно, в чердачном помещении можно использовать всю площадь.

Устройство вальмовых крыш

Особенности кровли:

  • Вальмовая крыша – это, по сути, четырехскатный тип кровли.
  • Торцевые скаты, их называют вальмами, делаются в виде треугольника, они начинаются от карниза до конька.
  • Скаты сбоку – это трапеция.
  • Монтировать подобную конструкцию сложно, но результат того стоит.
  • На стропила, находящиеся по краям, идет вся основная нагрузка, поэтому их усиливают.
  • Перед тем как приступить к монтажу кровли, необходимо составить проект и все точно рассчитать.
  • Качество и долговечность конструкции напрямую зависит от выбранных материалов. Чаще всего в этих целях используют древесину сосны либо лиственницы, которую тщательно просушивают и обрабатывают защитными препаратами.

Основные конструктивные элементы:

  • Опорные доски;
  • Прогон – балка, крепящаяся к мауэрлату параллельно, что создает дополнительную опору стропильной системе.
  • Обрешетка;
  • Мауэрлат – для него подбирается брус 10/10,15/15/ либо 10/15см. Укладывается сверху периметра стеновой панели здания. Предназначен, как опора для стропил, поэтому его необходимо хорошо закреплять. Между ним и стеновой панелью нужно укладывать водонепроницаемый слой.
  • Подкосы – устанавливаются под опору.
  • Затяжки;
  • Рядовые стропила – для прочности в установке используются ригели и стяжки.
  • Нарожники – их чаще всего стыкуют со стропилами, расположенными по диагонали.
  • Диагональные стропила их необходимо обрезать после монтажа либо сразу подбираются одинаковые по длине.
  • Накосные стропила;
  • Конек – что его монтировать понадобится рейка и отвес.
  • Само кровельное покрытие.

Основные элементы и узлы вальмовой крыши

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

  • Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
  • Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
  • Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
  • Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.

Как рассчитывается высота конька:

  • К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
  • Высоту конька следует находить по формуле:

Как определить длину конькового прогона:

  • Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
  • Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
  • Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
  • Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
  • Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

  • Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
  • Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
  • Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
  • Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
  • Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
  • Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α – угол уклона кровельного покрытия.
  • Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
  • Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.

Как определить шаг установки стропил:

  • Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
  • Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

  • Нужно знать следующие параметры:
    • Угол ската;
    • Вид покрытия крыши;
    • Снеговую нагрузку;
    • Уровень ветра.
    • Высоту строения в коньке;
    • Степень открытости земельного надела;
    • Шаг стропил.
  • Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

  • Стропильные ноги из бруса;
  • Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
  • Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
  • Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
  • Кобылки и подкосы из доски 50*100;
  • Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
  • Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
  • Деревянная обрешетка.
  • Слой пароизоляции.
  • Теплоизоляционное покрытие.
  • Слой гидроизоляции.
  • Дощечки деревянные для обрешетки.
  • Сама кровля.

Монтаж крыши

  • Делается разметка.
  • Размечается ось по обвязке в высшей точке с торца строения.
  • Ведется расчет 50% толщины конька.
  • Ведется установка места размещения первой части всей системы.
  • Один отрезок мерной рейки необходимо приложить к намеченной оси. Второй край размещается по линии боковой стены. Тем самым находится точка размещения стропильного промежуточного компонента.
  • Определяется длина стропильного свеса. Размещается брус одной стороной на угол, находящийся снаружи стены, другой стороной на кровельный свес.
  • Рейка перемещается к краю боковой стены и намечается место закрепления стропил.
  • Все эти действия повторяются для всех углов.
  • Ведется расчет.
  • Проводится монтаж мауэрлата. Для него нужно выбрать брус из дерева разного сечения. Брус должен быть цельным по всей длине, на нем не должно быть трещин и сучков. Этому этапу нужно оказать особое внимание. Его нужно соединять внахлест, а не встык. Углы связываются между собой скобами, металлическими уголками либо пластинами.
  • Устанавливаются стропила, конек, стойки и боковые балки:
  • Сначала происходит устройство вертикальных стоек, за счет них будет удерживаться коньковый брус. Элементы крепятся к балке, расположенной по центру, используя систему укосов.
  • Происходит установка стропил, находящихся по диагонали. Они должны быть похожего размера и длины.
  • Устанавливаются накосные стропила, затем рядовые. Последние крепятся к коньковому брусу и мауэрлату методом врубки. Чтобы усилить фиксацию применяют стяжки и ригели. Сечение бруса для них должно быть достаточно большим.
  • Конек крепится к отвесам. Для него выбирается брус небольшого сечения. Конек – это направляющая основная деталь для монтажа всей системы.
  • К каждой стороне диагональной планки необходимо закрепить нарожник. Он свяжет между собой мауэрлат и накосные стропила.
  • Все элементы крепятся перпендикулярно к коньку.
  • Усиливается стропильная конструкция.
  • По углам кровли нужно зафиксировать шпренгели со специализированной стойкой, которая будет являться опорой для стропильного диагонального компонента.
  • По затяжке необходимо набить стойки.
  • Если стропильные элементы, расположенные по диагонали имеют некорректную длину, то нужно вместо единичного бруса использовать двойные балки.
  • Обустраивается вентиляция. В ветрозащитной пленке делаются небольшие отверстия, чтобы в них мог проникнуть воздух.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector