Вальмовая крыша: устройство стропильной системы и монтаж конструкции

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Расчет и проектирование

Крыша – достаточно ответственный участок строительства, особенно несущая стропильная конструкция. Поэтому ее устройство и расчет регламентируется обязательными нормами (ГОСТ, ДБН, СНиП).

Установка осуществляется после тщательного анализа данных и на основе грамотно составленного проекта – во избежание возникновения проблем при эксплуатации.

Для расчетов необходимо учитывать такие показатели, как:

  • сила ветра – больший угол наклона ската означает, что ветровое воздействие будет сильнее;
  • вес и тип кровельного покрытия – собственный вес дает постоянную немалую нагрузку на конструкцию крыши и всего дома;
  • количество и характер осадков, перепад температур, солнечная радиация – несиловые воздействия, которые определяют величину угла наклона ската и влияют на состав кровельного пирога.

При проектировании системы необходимо правильно рассчитать следующие параметры:

  • угол наклона стропил – его рассчитывают, учитывая особенности кровельного материала и климатических условий района;
  • высоту центральной опоры (при ее наличии);
  • длину стропильной ноги и расстояние между ними;
  • толщину стропил – этот параметр определяет запас прочности несущей конструкции и зависит от их длины и межстропильного расстояния;
  • длину пролета;
  • состав и последовательность укладки слоев в кровельном пироге.

Сделать грамотный расчет может инженер-проектировщик, поэтому если вы им не являетесь, разумным для вас решением будет заказ проекта.

depositphotos

Как сделать конек на крыше – рекомендации кровельщиков

Конек крыши – ребро, образуемое в месте встречи кровельных скатов. Технология монтажа кровельных материалов такова, что этот участок после завершения работ остается открытым.

Коньковое соединение без дополнительных мер защиты как открытое окно для проникновения влаги, холодного воздуха, мелких птиц и насекомых, несмотря на то, что речь идет всего о щели толщиной 2-3 см.

Эта статья расскажет, как сделать конек на крыше правильно.

Особенности конькового соединения

Обустройство конькового соединения – последний этап возведения крыши, однако, ее долговечность и надежность напрямую зависят от этого мероприятия. Чтобы своими руками сделать конек на крыше защищенным от влаги и ветра, необходимо знать главные задачи, возлагаемые на него:

  1. Защита от проникновения влаги. Незащищенный кровельным материалом участок крыши пропускает влагу внутрь, приводя к загниванию и разрушению стропильной системы.
  2. Обеспечение циркуляции воздуха. Правильно смонтированный конек кровли выполняет функции вентиляционного зазора, через который выходит нагретый, насыщенный водными парами воздух. При отсутствии вентилирования вода из пара оседает на элементах стропильного каркаса и внутренней поверхности кровельного материала, приводя к их преждевременной порче.
  3. Защита от проникновения маленьких птиц и насекомых. Если вы еще не стали домовладельцем, а только собираетесь, то вас удивит, как часто пернатые обустраивают свои гнезда в крыше, проникая туда через незначительные щели, что уж говорить о насекомых.
  4. Придание законченного вида. Помимо прочего, конек играет роль декоративного элемента, украшающего крышу, придавая ей законченный нарядный вид. Эстетический потенциал коньковых профилей, сделанных своими руками, ограничен, но покупные модели радуют разнообразием форм и цветов.

Коньковый профиль для крыши

Обратите внимание! Кровельные мастера рекомендуют приобретать профиль одновременно с материалом для покрытия скатов. Чтобы добиться точного попадания в цвет, следует искать варианты у одного производителя.

Профили для обустройств конькового соединения производят в виде доборных элементов, длина которых 2 м.

Читайте также:  Натуральная керамическая черепица Браас (Braas)

Чтобы определить, сколько деталей понадобится, надо к длине крыши по карнизу прибавить 10-15% на нахлест и подгонку.

Устройство и формы профиля

Конек крыши представляет профиль из оцинкованного метала, асбестоцемента, керамики. Различают три формы подобных изделий: простую, овальную и с п-образным ребром:

  • Простая коньковая деталь выглядит как обычный металлический уголок из окрашенной или неокрашенной оцинковки, который легко сделать своими руками. Это вариант используют для крыш из легированной стали с неотапливаемым коньковая деталь
  • Овальный профиль выглядит как полукруглый желоб с широкими полочками для крепления, он комплектуется специальными деталями для заглушки торцов. Модели конькового профиля в виде овала отлично подходит для мансардных крыш, так как создают большой карман, необходимый для организации принудительной вентиляции. Овальный конек обладает самым высоким декоративным потенциалом, но и стоит дороже коньковая деталь
  • Конек крыши с п-образным ребром также имеет вентиляционный карман, но отличается по виду от овального, так как его сгиб выполняется в виде буквы П, и не комплектуется заглушками. Выглядит такой вариант проще, стоит меньше, чем овальный, но дороже, чем профиль для конька

Если у вас нет опыта в строительстве, то самый очевидный вариант – установка простого конькового бруса. Чтобы его сделать, нудной приобрести металлический уголок с шириной крепежных полок 40-50 см для лучшей гидроизоляции.

-инструкция

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Расчет высоты

Приступая к обустройству крыши, необходимым мероприятием является расчет высоты конька. Это позволит произвести все последующие подсчеты расходных материалов, которые потребуются при возведении стропил и кровли. Этот показатель определяется с помощью геометрических параметров и высчитывается на основании угла наклона облицовочного кровельного материала и его типа. Так, в варианте изготовления из камыша или другого типа мягкой кровли такие материалы укладываются с наклоном в диапазоне от 12 до 85°. Однако шифер и другие материалы фиксируются с уклоном в 15–60°.

Расчет высоты

Вместе с тем следует учитывать и общую эстетику постройки – высота кровли должна быть оптимально согласована с пропорциями дома. Чересчур высокая или непомерно плоская крыша может испортить весь внешний вид. Для нашей полосы рациональнее всего использовать наклон кровельного материала в 30–45°, в противном случае облицовка будет подвергаться повышенным ветровым или снеговым нагрузкам.

Для проведения необходимых расчетов потребуется обратиться к геометрии и посчитать значения по простой формуле. Так, необходимо взять прямоугольный треугольник и вычислить показатель длины катета, которая равна длине его второго собрата, помноженной на тангенс угла у снования. Имея дом с шириной в 6 м и углом наклона в 40°, находим по школьным таблицам значения тангенса – он будет в данном случае 0,83. В результате получаем формулу: 6/2×0,83=2,49 м – оптимальная высота конькового элемента.

Расчет высоты

К возведению конька приступают после завершения процедуры крепления кровли на скатах. Декоративные составляющие к месту размещения доставляют посредством лебедочного механизма или веревки. Для фиксации конькового элемента необходимо установить с внешней стороны между скатами брус с сечением не меньше 80×100 мм. Далее, к каждой из его сторон осуществляется крепление обрешеточных брусков и производится установка конькового бруса.

Читайте также:  Как выполнить монтаж пластикового водостока – установка по инструкции

Для упрощения последующего процесса укладки деталей не лишним будет прикрепить к центральному опорному брусу специальные скобы и разместить на них ходовые мостики. Кроме этого для наиболее плотного прилегания кровельного материала рациональнее всего использовать коньковый брус с округленной гранью.

Расчет высоты

Защита от загнивания, развития плесени и грибковых образований – неотъемлемый процесс в ходе монтажа, который предусматривает обивку конькового бруса по всей его длине рубероидом или специальным уплотнителем. Такая практика сможет существенно продлить срок службы не только коньку, но и всей кровельной системе.

В варианте изготовления крыши из шифера рациональнее всего конек подбирать из аналогичного материала – асбестоцемента, или использовать оцинковку.

Расчет высоты

Крепление осуществляется непосредственно к коньковому брусу посредством шиферных гвоздей или саморезов, таким образом, чтобы наложение деталей шло от фронтона дома.

Для примера возьмем размещение конькового элемента на крышу из металлочерепицы. Для качественного выполнения работ по обеспечению надежного функционирования выполняется в следующей последовательности:

Расчет высоты
  • убедитесь в ровности коньковой оси – место смыкания краев скатов (допустимые расхождения – до 2–3 см);
  • устанавливая доборные кровельные детали, стоит помнить о необходимости укладки в коньковые пазы небольшого слоя теплоизоляционного материала;
  • уложить первый и последний коньковый элемент на подготовленную балку вровень с внешними гранями кровельного покрытия (все кровельные работы рациональнее проводить с напарником, который значительно ускорит весь процесс монтажа);
  • натянуть между ними капроновый шнур;
  • провести фиксацию составных коньковых элементов посредством саморезов (шаг вкручивания должен быть умеренным около 40–50 см).

Коньковые элементы следует выбирать с шириной полок от 15 см, поскольку детали с меньшими гранями не смогут надежно защитить ваше чердачное помещение в зимнее время года от попадания снега.

В заключение хотелось бы отметить, что процесс установки конька на оборудованную кровлю не такой сложный, как кажется на первый взгляд. Принимая во внимание тот факт, что все работы ведутся на существенной высоте, то, не имея опыта монтажа в таких условиях, целесообразнее всего обратиться за помощью к специалистам.

Конструктивные особенности

Справка. Если все 4 плоскости наклонить под одинаковым углом, то получится другой тип кровли – шатровая. Поскольку ее скаты сходятся в одной точке в виде купола, то конек отсутствует как таковой.

Конструктивные особенности

Стропильная система вальмовой крыши состоит из следующих элементов (показаны на схеме):

Конструктивные особенности

мауэрлат, лежень – мощная обвязочная балка, монтируемая на верхнюю плоскость стен по периметру здания и внутренних перегородок; кровельные скаты формируются за счет наклонных балок, устанавливаемых с расчетным интервалом, — стропильных ног; вместе с элементами жесткости – затяжками, стойками и раскосами – стропила образуют кровельные фермы; коньковый прогон – брус, соединяющий верхние точки ферм; в некоторых конструкциях нижняя часть стропильных ног удлиняется за счет дополнительной детали — кобылки.

Конструктивные особенности

По линии схождения плоскостей устанавливаются вальмовые стропила, опирающиеся на углы здания. Их уклон совпадает с углом основных скатов. А вот торцевые стропильные ноги, называемые нарожниками, образуют по бокам дома более крутые или пологие скаты.

Конструктивные особенности

При строительстве 4-скатных крыш применяется 2 типа ферм – висячие и наслонные. В первых нижний пояс (затяжка) опирается только на внешние ограждения частного дома, поэтому ставить их на слишком длинные пролеты нерационально из-за повышенного расхода материалов на ребра жесткости. Устройство висячей фермы смотрите на чертеже:

Конструктивные особенности

Преимущество наслонных конструкций – возможность опирания на капитальную межкомнатную перегородку и перекрывания больших пролетов без увеличения материалоемкости. Новичкам кровельного дела стоит обратить внимание на эти фермы, поскольку они надежнее и проще в монтаже.

Читайте также:  Как крепить поликарбонат к металлическому каркасу

Если на чердачном этаже планируется устроить жилую мансарду, то угол уклона основных скатов увеличивается, а ферма получает 2 опоры в виде стоек, образующих стены помещения. Эти детали принято ставить на лежни либо балки перекрытия деревянного дома. Потолки мансардной комнаты формируются благодаря горизонтальным затяжкам, связывающим стропила поверху, как сделано на схеме:

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Вальмовые четырехскатные кровли превосходят по сложности возведения обычные двускатные модели. Это объясняется сложностью точной стыковки всех четырех скатов под требуемым уклоном. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника. При формировании стропильной системы и возникают основные трудности устройства вальмовой крыши.

Проект дома с вальмовой крышей учитывает, что уклон скатов должен находиться в пределах от 10 до 60 градусов. На выбор угла наклона влияет количество атмосферных осадков, материал кровельного покрытия, а также то, будет ли использоваться подкровельное пространство под мансардное помещение. В регионах с большим количеством осадков уклон должен быть не менее 45 градусов.

Схемой вальмовой крыши должны быть предусмотрены форма сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса. Помимо этого, в чертежах стропильной системы вальмовой крыши отражается длина конькового прогона, высота крыши, угол наклона скатов, ширина пролетов, методы усиления конструкции и специфика крепления элементов.

Схематическая конструкция вальмовой крыши

Учитывая, что накосные стропильные ноги имеют большую длину и являются опорными для нарожников, они нуждаются в усилении. Для этого применяют шпренгель, балку которого врезают в мауэрлат, а стойкой подпирают накосную ногу. Для усиления стропильной системы практикуют использование ветровой балки. Ее фиксируют с внутренней стороны центральных стропил по диагонали преимущественно с ветреной стороны дома.

В случае когда стропила имеют длину более 4,5 м для их усиления используют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать для стропил брус меньшего сечения. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые не дают стропилам разъехаться. Если затяжки крепятся ближе к коньковому ригелю, они могут служить в качестве основания под обшивку потолка мансардного этажа.

В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность использования наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах выясняется, что параметры бруса не соответствуют требуемой нагрузке, возможно применение клееных или наборных стропильных балок. Эти модифицированные элементы значительно массивней и могут иметь большую длину.

Стропильная система дома с вальмовой кровлей

Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то используют висячие стропильные ноги, которые опираются только на две опоры (на две стены дома). В этом случае стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. Ввиду того что стропильные ноги создают распирающие усилие на стены, применяют деревянную затяжку, которая соединяет между собой стропила. Обычно ее устанавливают внизу у основания стропильных ног.

Когда строение имеет промежуточную несущую стену или средние опорные столбы, используют схему наслонных стропил. В этом варианте стропила одним концом опираются на наружные стены, а для средней части ног опорой являются колонны или внутренняя несущая стена. При такой конструкции стропильные элементы работают на изгиб, подобно балке.

По сравнению с крышей, где используют висячие стропила, конструкция с наслонными стропильными ногами является более легкой. На возведение такой кровли расходуется меньше материалов, что уменьшает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это происходит когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая — нет. Для устройства крыши над таким строением используют оба варианта стропил.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши

Схему стропил вальмовой крыши с выносом применяют, когда необходимо произвести увеличение карниза. В этом случае стропильные ноги будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия такой элемент как мауэрлат можно полностью исключить из конструкционной схемы. Вместо него предлагается применение деревянных выравнивающих прокладок.