Особенности конструкции вальмовой крыши и ее проектирование

Практически все загородные дома, построенные в европейском стиле, украшают вальмовые кровли. Такие сооружения отличаются надежностью и эстетичным видом. Если присмотреться, то по строению они походят на верхние части домов, которые с древних времен возводят в Японии и Китае.

Особенности вальмовой крыши

Подобной крышей называется четырехскатная крыша, в которой основные элементы – это два ската, имеющие форму трапеции, и два ската, форма которых является треугольной. Верхними гранями трапеции соединяются по одной прямой, а пустые пространства, которые при таком соединении образуются, заполняют треугольные скаты в виде наклонных фронтонов. Иногда устраивают полувальмовую крышу. Иначе она еще называется датской кровлей. У такой кровли угол наклона является переменным, благодаря чему здание приобретает исключительно выразительный вид.

К минусам такой разновидности кровли можно отнести наличие большого количества разных стыков и довольно сложную стропильную систему.

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — коньке. Благодаря такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Собранная двухскатная крыша своими руками готова под монтаж кровельного покрытия

Что нужно знать о четырехскатных стропильных системах?

Существуют два варианта четырехскатных крыш: вальмовая и шатровая. Первый тип имеет форму прямоугольного конверта, состоящего из двух основных трапециевидных скатов и конька, и двух фронтонных (боковых) скатов — треугольников:

Шатровая кровля – это четыре одинаковых равнобедренных треугольника, соединенных в одной верхней точке (напоминает шатер):

Оба варианта предусматривают установку, как наслонных, так и висячих стропил, которые устанавливаются с использованием стандартных технологий.

Полувальмовая крыша для жилого дома

Все скатные крыши имеют одну общую особенность – наличие чердачного помещения, которое при должной отделке можно использовать как жилое. Такая конструкция позволяет значительно расширить жилое пространство без пристройки. Полувальмовая крыша также обладает отличными техническими характеристиками: выдерживает мощные ветровые нагрузки и обеспечивает надежную защиту фронтов дома от осадков.

В зависимости от особенностей конструкции, полувальмовые крыши разделяют на два основных типа:

  • полувальмовая двухскатная крыша;
  • полувальмовая четырехскатная крыша.

Дом из красного кирпича с полувальмовой крышей

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Специфика двухскатной крыши

Устройство двухскатной крыши оптимально подходит для жилого дома. Конструкция такой кровли представляет две прямоугольные плоскости, которые внизу соединяются со стенами постройки, а вверху — друг с другом. Под кровлей можно легко обустроить мансардное помещение для летнего отдыха, а при дополнительном утеплении чердак можно превратить и в жилую комнату. Какие еще виды кровли существуют, смотрите здесь.

Читайте также:  Как сделать 2 скатную крышу. Как самому сделать двухскатную крышу.

А пока давайте рассмотрим плюсы и минусы, которые имеет конструкция с двумя скатами.

Преимущества:

  • Простая конструкция кровли, которая обеспечивает легкий и быстрый монтаж. Установку кровли можно выполнить
  • самостоятельно;
  • Несложный расчет проекта и расходных материалов;
  • Устройство кровли не потребует большого количество материалов, что сократит расходы на строительство;
  • Простое обслуживание и ремонт;
  • Эстетичный внешний вид;
  • Под кровлей легко оборудовать мансарду и жилое помещение;
  • Подходит для любого вида загородного дома;
  • С поверхности кровли сходит снег и стекает дождевая вода. Конструкция не требует обустройства внутреннего водостока. А в чистке кровли вручную нет необходимости;
  • Возможность различного размещения скатов и размеров угла наклона дает простор фантазии и позволит получать любые виды дизайна.

Недостатки:

  • Нужна усиленная конструкция стропильной системы и дополнительные несущие элементы для монтажа;
  • Сложное устройство мансардных окон.

Мастера компании “МариСруб” используют в строительстве в основном двускатную кровлю. С проектами дачных домов, загородных коттеджей и бань вы можете познакомиться по ссылке -proekts. В каталоге вы найдете широкий выбор одноэтажных и двухэтажный строений, домов и бань с мансардой, помещений различной планировки, в том числе и со встроенным гаражом, котельной и другими помещениями.

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

  • Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
  • При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

  • Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
  • Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
  • Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
  • Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

  • Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
  • Пенополистирол требует шага в 60 см;
  • Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

  • Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
  • Менее 4 м – 50*200 мм;
  • Менее 5 м – 75*175 мм;
  • Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Читайте также:  Расстояние между стропилами односкатной и двухскатной крыши

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Монтируем вальмовую крышу своими руками

Конструкция вальмовой крыши является сложным инженерным сооружением и поэтому монтажные работы должны проводиться грамотно и материалы, используемые в процессе работ, должны быть качественными. Такие неординарные и оригинальные крыши гармонируют с любым видом ландшафта. Не стоит забывать, что дома, имеющие кровли данного типа, являются запоминающимися объектами архитектуры, отличающимися яркостью и самобытностью. Они часто находят применение в необычных строениях, например, обладающих разнообразными башенками. Свой вклад в это дело вносит грамотный подбор кровельного материала для финишного покрытия кровли.

Архитектурное строение, которое впечатляет своей внешней красотой, естественно, должно иметь покрытие, отличающееся своим качеством и колоритностью. Отличным материалом для такой кровли является традиционная керамическая черепица, медная кровля, а также материалы, относящиеся к инновационным. Когда застройщиком выполняется крыша полувальмовая своими руками, то следует принимать во внимание, что ее надежность и привлекательный внешний вид всей постройки будет зависеть от гармоничного соотношения двухскатного и вальмового элементов.

Использование подобного вида кровли характерно для климатических районов, где существуют необходимость в надежной и качественной защите от сильных ветров.

Мансардное окно

В последнее время все больше домовладельцев делают все возможное, чтобы переоборудовать чердачное помещение в функционально действующие и, при этом, стильные комнаты. В таком случае, в крыше вальмового типа устанавливают специальные мансардные окна. Поэтому мастерам, которые собираются монтировать вальмовую крышу, необходимо иметь определенные теоретические знания и практические навыки выполнения работ по устройству сложных кровель.

Грамотное обустройство такой кровли очень важно, поскольку она должна быть:

  • безопасной во время эксплуатации;
  • надежно защищать мансардные помещения от атмосферных воздействий;
  • иметь качественно устроенную гидро-, тепло, и пароизоляцию.

Как уже упоминалось, успех во многом зависит от грамотного подбора древесины, которую используют для устройства стропильных ног вальмовой крыши. В качестве проверенного материала можно воспользоваться древесиной сосны или лиственницы. Дерево, естественно должно быть хорошо просушено и должно пройти обработку антисептическими препаратами. Доверить выбор материала и расчеты по конструкции вальмовой кровли можно только грамотным специалистам, обладающим опытом в данной области.

Устройство и монтаж стропильной системы полувальмовой крыши

Для районов, где ветреная погода не редкость, идеально подходит полувальмовая крыша, ведь стропильной системе такой конструкции присуща большая надежность и сопротивляемость атмосферным воздействиям. Полувальмовая крыша похожа на скатную, но имеет с торцов небольшие свесы. Эта конструкция делает ее более устойчивой к ветрам и осадкам. Кровля обычно имеет очень привлекательный вид за счет использования дополнительных элементов.

Преимущества и недостатки

Конструкция полувальмовой крыши, в отличие от вальмовой, имеет гораздо более замысловатую конструкцию. Трапеции превратились в многоугольники, а вальмы видоизменились.

Сложная кровельная конструкция

Эта конструкция – симбиоз кровель двускатного и вальмового типа. Скаты вальмовой крыши представляют собой четырехугольники, трапеции и два треугольника, а скаты полувальмовой крыши образуют ломаную линию. Строение с такой кровлей не только декоративно, но и весьма оправдано. Оно обладает рядом неоспоримых преимуществ. Благодаря высоте такой конструкции можно благоустроить дополнительную комнату в мансардном этаже. Для увеличения полезной площади комнаты верхняя плоскость ската делается покатой и длинной, а нижняя – практически отвесной.

Элементы конструкции полувальмовой крыши:

  • стропильная система;
  • мауэрлат;
  • система тепло-, паро- и гидроизоляции;
  • кровельное покрытие.

Устройство стропильной системы

Кроме основных элементов, в конструкцию кровли входит масса дополнительных: ригели, стойки, упоры. Все это требует значительного расхода древесины, представляет сложность в монтаже каркаса стропильной системы. Но именно из-за такого своеобразного строения кровля обладает прочностью и долговечностью.

Стропильная система полувальмовой крыши достаточно сложно устроена: значительное количество ребер, промежуточных стропил, упоров, ендов, подкосов, нарожников, шпренгелей. Такое устройство требует значительной траты материалов. Поэтому перед монтажом следует произвести расчет, сделать чертежи, уделить внимание контролю над качеством приобретаемого материала. Важно, чтобы древесина не имела трещин и сучков, а также была сухой.

Разновидности конструкции

Существует два варианта полувальмовых крыш: двух- и четырехскатные.

По типу вальм кровли разделяются на:

Названия появились благодаря популярности первой разновидности кровель в Голландии, а второй – в Дании.

Голландская полувальмовая крыша

Двухскатная полувальмовая крыша голландской разновидности устроена следующим образом: под потолком мансарды располагается чердачное пространство, в котором для освещения и вентиляции сделаны небольшие окна, располагающиеся на фронтонах. Схема этого варианта более удобна, поскольку потолок мансарды имеет скосы только с двух сторон, а в датском варианте кровли – с четырех.

Трапецевидный вальмовый скат

Датская полувальмовая крыша

Схема четырехскатной полувальмовой кровли представляет собой совокупность элементов двускатной и вальмовой кровель. Как и в случае с двускатной крышей, большое пространство чердака можно использовать для оборудования жилой комнаты.

Этот вид кровли еще более трудоемкий и сложный, чем первый вариант. Однако, если все сделать строго по расчетам и подобрать подходящие материалы, то такая крыша будет намного красивее голландской. Конструкция будет служить очень долго, обеспечивая надежную защиту здания.

Треугольная укороченная вальма

Типы двускатных крыш

трёх типов:

  • симметричная;
  • с разными углами наклона скатов;
  • ломаная щипцовая (мансардная).
Читайте также:  Монтаж кровельного профнастила своими руками

Все эти типы отличаются друг от друга не только формой, но и площадью чердачного помещения, которое можно использовать в качестве дополнительного пространства для хранения вещей и прочих хозяйственных целей.

Также можно сделать мансарду – комнату для проживания кого-то из членов семьи. Обустройство кровли в этом случае будет иметь свои особенности, так как необходимо утеплить мансарду.

Чтобы понять, какой конструкции отдать предпочтение, необходимо рассмотреть каждый тип в отдельности.

Симметричная двускатная крыша

распространённыйкоттеджей.

Симметрия помогает сделать нагрузки на стены и мауэрлат равномерными.

При такой форме конструкции стропила прогибаться не будут, а подпорки можно устанавливать в любом месте.

Отлично подходит для такой конструкции в качестве кровли профнастил – надёжный и прочный материал, который хорошо противостоит ветру и атмосферным невзгодам.

Двускатная крыша с разными углами наклона скатов

45 градусов,обустроитьжилое

При возведении асимметричной двускатной крыши необходимо произвести правильные расчёты, так как нагрузка на стены и основание дома в такой конструкции будет распределяться неравномерно.

Кроме того, от угла наклона зависит длина ската, что следует учитывать при выборе кровельного покрытия. Например, профнастил не рекомендуется использовать на крышах, у которых длина скатов превышает 12 м.

Важно! При угле наклона ската в 45 градусов вес снега можно не учитывать, так как снежный покров будет самостоятельно спадать с крыши под своей тяжестью.

Ломаная щипцовая, или мансардная крыша

второйкомнатами.

В этом случае линия излома крыши должна проходить на высоте не менее 2,8 м.

Такой вид крыши существенно отличается от обычной симметричной или асимметричной крыши, и не только в визуальном плане.

В качестве кровельного покрытия используются металлочерепица и другие материалы.

Обратите внимание! Расчёты при создании такой крыши будут сложными, поэтому лучше обратиться к специалистам, которые смогут рассчитать расположение стропил и других элементов данной конструкции.

  • ендов;
  • фронтонов;
  • рёбер;
  • щипцов.

Ещё одна комбинация такого вида конструкции – полувальмовая крыша. Это не только красивое, но и практичное решение, благодаря которому можно получить просторную мансарду и долговечную крышу.

Практический расчет

Здесь приведен пример того, как рассчитываются размеры составных частей. Это следует делать до или во время того, когда планируется стропильная система вальмовой крыши. Схема крыш является лишь примером, для каждого дома подходит только индивидуально созданный проект.

  1. Замерной рейкой измеряется горизонтальное расстояние наклонного промежуточного стропила. По таблице расчетов крыш выбираем оптимальный угол наклона и смотрим результат произведения полученных данных.
  2. Меряем длину стропил от конька до места крепления, учитывая выступ.
  3. Определяется длина свеса суммой поправочного показателя плюс горизонтальная проекция.

Правильные углы среза стропил для крепления к коньку тоже высчитываются математическим способом, плотное прилегание угла к коньковой доске — залог крепкой конструкции.

Высчитываем длину углового стропила:

  1. Вымеряется длина стропила без учета свеса.
  2. Возведение проекций рядовых стропил в квадрат и будет общей проекцией.
  3. Полученный результат умножается на поправочный коэффициент, и получается длина углового стропила.

Делаем мауэрлат 

Перед началом обустройства стропильной системы вальмовой крыши своими руками, начинают с укладки опорных балок на мауэрлат. На подготовленное основание должен опираться не только каркас, но вместе с ним и все остальные кровельные элементы.

Перед установкой мауэрлата необходимо оборудовать армированный пояс, призванные усилить связку стен и крыши. Строение из камня, ракушечника или кирпича предполагает опалубку по верху, куда должен войти каркас. Он предполагает выход арматуры под заливку бетона.

Делаем мауэрлат 

2. На арматурный каркас крепят шпильки из оцинковки, чтобы их верхи примерно на 5см выходили из бруса к мауэрлату.

3. Когда бетон схватится, его обрабатывают рубероидом на битум, чтобы защитить мауэрлата от разрушения влагой. При этом обязательно  соблюдать общую горизонталь по периметру дома.

4. Бруски каркаса насаживают на заготовленные шпильки, где должны быть готовые отверстия, которые заранее размечены и просверлены, и далее все  закрепляется гайками. На готовый мауэрлат присаживают центральную балку, конек будет располагаться параллельно, и к нему будут сходиться все стойки-стропила.

Делаем мауэрлат 

Советы специалистов:

1. Используя врубку и саморезы, делают крепление к брусу конька и мауэрлату, также дополнительно применяют ригели и обвязку.

2. Укороченным брусом (нарожниками) связывают мауэрлат и стропила. Монтаж стропил и нарожников рекомендуется делать строго под прямым углом, соблюдая параллельность.

Делаем мауэрлат 

3. Следует избегать крепления рядовых стропил на те точки, где закреплен шпильками мауэрлат.

Важно при дополнительном креплении крыши для увеличения  устойчивости климатическим факторам использовать крепление анкерами. Общую конструкцию также можно усилить, используя  подкосы под стропила или дополнительной врезкой стоек в балки. Общую прочность кровли также гарантируют обвязки внизу скатов.

Внимание: При любом варианте монтажа нижней опоры важно предусмотреть еще на начальном этапе монтажа рулонную гидроизоляцию и утепление по балкам.

Делаем мауэрлат