подпорки стропил вальмовой крыши
Строительство стропильной системы вальмовой крыши своими руками: подготовка и этапы монтажа
Одной из наиболее популярных разновидностей четырехскатной крыши является вальмовая. Ее особенность заключается в том, что она является универсальной и одинаково хорошо подходит для частных домов, бань, беседок.
Стропильная система такой крыши выступает как каркас, она дополнительно придает жесткость составляющим элементам.
Но есть и сложности при возведении такой конструкции: большое количество деталей и узлов крепления, а также нюансы в монтаже, с которыми разберется только опытный строитель.
Подготовка к строительству
Взяться за работу по возведению стропильной системы вальмовой крыши можно и самостоятельно, при этом тщательно изучив инструкции и подобрав материалы. Для облегчения процесса лучше пригласить одного-двух помощников: так работа пойдет быстрее.
Перед тем как приступить к работам, нужно подготовить инструменты:
Из материалов необходимо подготовить крепежные элементы, куда входят гвозди, саморезы, анкерные болты и другие металлические крепления. При устройстве стропильной системы часто используют металлические держатели в виде опор для балок и бруса, разнообразные пластины, крепежные уголки, соединители, монтажные профили и регулируемые по высоте анкера.
Также из материалов потребуется:
Опытные строители рекомендуют заменить рулетку для измерений на другое приспособление. Они предлагают использовать измерительную рейку. Для этого берут рейку шириной 50 мм и наносят на нее шкалу размеров.
Стропильная система своими руками
Строительство стропильного каркаса кровли можно осуществлять 2-мя способами — поэлементно или полуфермами.
Справка! Полуферма состоит из пары стропил, затяжки, а также 2-х раскосов и подвеса. Их собирают на земле и устанавливаются по месту поворотным методом силами 4-5 человек.
Для обустройства вальмовой кровли чаще прибегают к первому методу, т.е. каждый элемент готовят и крепят по отдельности.
Этапы монтажа:
Подготовка элементов каркаса
На первом этапе необходимо рассчитать и заготовить стропила. Эта фаза считается самой сложной и трудоемкой из всех, так как нужно обеспечить правильный угол наклона стропильных ног и вычислить длину коротких стропил.
Как происходит подготовка:
Диагональные стропила должны иметь длину большую, чем стандартные основные стропила. Чтобы избежать покупки разного по длине материала, рекомендуется применять методику сращивания элементов.
Чтобы срастить несколько стропил для получения необходимой длины, используют вкладыши для усиления конструкции. Гвозди закрепляют в шахматном порядке – это также влияет на надежность и жесткость конструкции.
Важно! Для стропил выбирают качественные материалы, так как даже при четком и точном запиле элемент может не выдержать нагрузку. Там, где крепится мауэрлат, древесина не должна иметь дефектов.
Крепление мауэрлата и лежней
Под мауэрлатом подразумевают деревянный брус различного сечения, зачастую это 100х100 мм или 100х150 мм. Брус монтируется по периметру стен, для него используется только древесина первого сорта:
Мауэрлат должен быть защищен от влаги. Для этого между стенкой и брусом укладывают гидробарьер, часто это рубероид.
Если дом сделан из газобетона, пенобетона или кирпича, под мауэрлат заливают железобетонный армированный пояс.
В него заранее устанавливают шпильки для монтажа бруса. Перед этим выводятся все диагонали и определяется место опирания стропил.
Лежень монтируется на внутренние несущие стены. Концы лежня должны находиться на равном расстоянии от фронтонного и бокового мауэрлатов, это позволит сделать одинаковыми углы вальмы и наклона основных скатов.
Устройство перекрытия
На мауэрлат и лежни крепятся балки перекрытия верхнего этажа. Важно соблюсти требуемый вынос карниза. Обычно он составляет 0,4 — 0,8 м, но может быть и больше в зависимости от проекта.
Установка опорных стоек
Справка! Опорные стойки являются подпоркой для конька. Их изготавливают из бруса или досок 50х200 мм, они должны располагаться вертикально. Установка опорных стоек происходит на лежень, древесину можно использовать такую же, как для мауэрлата и лежня.
Когда центральная ось выставлена, по ней ставят две крайние стойки и крепят их временными подкосами к балкам перекрытия. Далее устанавливают промежуточные стойки с шагом в 1-2 метра.
Если здание перекрыто балками, то опорные стойки разрешается монтировать по ним. Если же здание перекрыто панелями, то сверху панелей укладывается центральная балка, а к ней уже прикрепляют нижние концы крайних стоек.
Монтаж коньковой балки
На этапе установке конькового бруса необходимо для начала возвести «скамейку». Этот элемент состоит из коньковой балки с опорой на трех вертикальных стойках. При этом не стоит забывать, что средняя балка располагается по центру. А остальные должны находиться от нее на расстоянии 100 см.
После запиливания стропил укладывают коньковую балку, сечение бруса делают таким же, как и у вертикальных стоек.
На этот участок каркаса действует очень большая нагрузка, поэтому, чтобы коньковый брус ее выдержал, используют несколько типов соединения древесины: встык, внахлест и врубка «вполдерева.
Как крепить стропила и нарожники?
На этом этапе 2 человека крепят стропильные ноги в 2-х точках: в верхней на коньковом прогоне и в нижней на мауэрлате.
Если шестиметровых досок недостаточно, придется их наращивать. Стык лучше располагать в верхней трети, где нагрузки минимальные.
Очередность раскладки стропильных ног вариабельна. Можно осуществить первоначальный монтаж промежуточных стропил, а затем – диагональных или поступить наоборот. Первый вариант считается проще и на практике доказано, что при выполнении сборки стропильной системы новичку лучше выбрать именно его.
Далее крепятся нарожники основной крыши и вальм. Там, где нарожник примыкает к диагональному стропилу, делаются врубки, устанавливаются опорные балки. В месте установки крепят металлические элементы для усиления конструкции.
Справка! Сформировать узел на деревянной коньковой балке можно с помощью болтов, деревянных накладок, а также с помощью специальных крепежей. Усилить диагональные стропила можно с помощью монтажа подкоса, стойки или шпренгеля.
Установка связей жесткости
Для придания каркасу устойчивости устанавливаются распорки, подвесы, затяжки, подпорки. Сечение доски для вспомогательных элементов — 50х50, 50х150, 50х200 мм в зависимости от воспринимаемой нагрузки.
Как правильно запилить?
Углы примыкания стропильных ног размечаются с помощью угольника Свенсона и запиливаются. У кровельщиков существуют правила, которых они придерживаются при запиливании и креплении стропил вальмовой крыши. Сюда относят такие нюансы:
Впоследствии разметку переносят на стропила, проверяя точность готового изделия. Проходят по всей крыше и проверяют степень примыкания по всей длине мауэрлата. Допустимы перепады в 2-3 мм, при необходимости делают коррективы.
Частые ошибки и рекомендации по строительству
Вальмовая крыша считается сложной конструкцией, поэтому в процессе работы часто возникают ошибки. Если следовать рекомендациям опытных строителей, то ошибок можно избежать:
Без проекта приступать к конструированию стропильной системы вальмовой крыши не рекомендуется.
Видео по теме статьи
Видео посвящено устройству стропильной системы вальмовой кровли:
Заключение
Стропильная система вальмовой крыши – сложная конструкция, содержащая массу нюансов при выполнении работ. Лучше доверить такое мероприятие в руки профессионалов или работать с человеком, имеющим опыт в таком деле. При правильной заготовке материала и следованию инструкции, каркас крыши будет долговечен и надежен.
Устройство стропильной системы вальмовой крыши: чертежи, схемы, фото
Вальмовые кровли привлекают застройщиков своим красивым видом и надёжной защитой от негативных погодных явлений. Четырёхскатная конструкция позволяет крыше устоять даже перед ураганными ветрами.
Стропильный каркас на первый взгляд представляет собой довольно сложную конструкцию. Несмотря на это, разобраться в её устройстве под силу каждому застройщику.
Схема устройства
Крышу можно представить, как объёмную геометрическую фигуру из сложенных попарно наклонных плоскостей. Две из них по форме представляют треугольники (вальмы), а два остальных фрагмента кровли имеют вид трапеций. По центральной осевой линии дома вверху крыши располагается коньковый прогон, на который опираются стропила.
Так стропильная система выглядит на фото:
Основные узлы вальмы
Каркас вальмы формируется в виде равнобедренного треугольника, основанием которого является мауэрлат, а равные стороны — диагональные стропила (накосы). Накосные балки вверху сходятся в один узел с торцом конькового прогона.
В углах стен в один узел сходятся смежные балки мауэрлата, нижние концы накосных стропил, шпренгели и врезные балки.
К основным узлам опорного каркаса относят места креплений нарожников к накосам, стоек к лежням, центральному нижнему прогону и стропилам, подкосов к балкам перекрытия.
Виды стропил
Для формирования каркаса применяют три вида стропил:
Особенности. Из всех вышеописанных элементов самыми мощными балками являются накосные стропилины. Их сечение больше в два раза, чем сечение всех остальных деталей стропильной системы.
Особенности каркаса
Стропильная система вальмовой крыши состоит из двух групп деталей – это основные элементы каркаса и усиливающие детали.
Основные элементы
К основным элементам каркаса относятся диагональные стропила, являющиеся пограничными рёбрами вальмового ската. Его особенностью являются нарожники – коротыши, исполняющие роль стропил разной длины.
Несущим основанием опорного каркаса вальмовой крыши является мауэрлат – деревянные прогоны, закреплённые на горизонтальной поверхности наружных стен дома.
Также к основным конструктивным деталям относятся рядовые стропила и нарожники, заполняющие трапециевидное пространство каркаса.
Усиливающие детали
Дополнительные элементы опорного каркаса вальмовой крыши предназначены для усиления несущих балок и равномерного распределения нагрузки, как на внешние, так и на внутренние стены дома. К таким деталям относятся стойки, подкосы, шпренгели, черепные бруски, металлические уголки и накладки. Усиливающими деталями могут быть подшивные доски, закреплённые в критических зонах по нагрузке несущих балок.
Характерное строение
Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.
За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.
Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:
Накосные стропильные ноги
Накосные или диагональные стропила самые длинные стропильные балки так, как они попарно со стороны торцов дома наклонены друг к другу и сходятся вверху в концах конькового прогона.
Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.
Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.
Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.
Важно. Использование сдвоенных досок вместо цельного бруса снизит затраты на изготовление накосных стропил.
Типы опор
Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:
Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.
Усиленные стойки, подкосы и шпренгели, обеспечат долгий срок службы опорного каркаса крыши.
Нюансы опирания
Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.
При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.
Особенности нарожников
Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.
Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).
Отличия для разных типов кровли
Стропильные каркасы вальмовых крыш отличаются разнообразием форм. Внешний вид кровли может принимать разные виды в зависимости от соотношения длины конька к длинам несущих стен, высоты конькового прогона.
Вальмовые крыши возводятся с холодными чердаками и мансардами.
При устройстве жилого пространства под вальмовой кровлей, стропильную систему проектируют так, чтобы она практически обходилась без внутренних дополнительных опорных элементов. Это возможно, когда рядовые стропила и нарожники опираются на затяжки (балки перекрытия).
Нюансы опирания диагональных стропил:
Элементарный план каркаса
Одной из самых простых схем стропильного каркаса представляет собой соединение вальмовых и трапециевидных скатов правильной формы в единую конструкцию кровли.
В случае примыкания строящегося дома к другому зданию, возводят полувальмовую крышу. То есть кровля состоит из одной вальмы и двух трапециевидных скатов. Полувальмовые конструкции украшают здания любой архитектуры.
Чертёж полувальмовой крыши:
Все вариации вальмовых конфигураций крыш всегда базируются на элементарной стропильной системе. Её ставят в основу проектирования необычных по форме кровель.
Конструкция сложных кровель
Существует масса вариантов сочленения фрагментов кровли разной конструкции, в том числе и вальмовых скатов. Например, выступающую часть здания – эркер покрывают вальмовой крышей.
Вальмовый каркас эркера:
Самые популярные виды строения крыш с включением элементов вальмовой кровли – это крыши:
Голландская
Кровли такого типа отличает наличие коротких вальм, низ которых находится гораздо выше свесов смежных скатов. Это позволяет на фасаде 2-го этажа дома размещать окна. На нижнем снимке представлен такой дом с голландской крышей.
Датская
Крыши такой конструкции получили большое распространение в странах Западной Европы. Они впервые появились в Дании. В России они стали появляться сравнительно недавно. Их особенностью является то, что благодаря фронтону, на мансарде можно установить обычные вертикальные окна. 
Шатровая
Вальмовая шатровая крыша – это упрощённый вариант стандартной вальмовой кровли. Отсутствие трапециевидных скатов позволяет избавиться от лишних опорных и усиливающих элементов. Следует отметить то, что данный вариант крыши приемлем для тех домов, которые в плане имеют вид квадрата.
Каркас шатровой крыши:
Заключение
Вальмовая крыша – это надёжная защита для помещений дома от непогоды, зимней стужи и летней жары. Не каждый застройщик может самостоятельно возвести вальмовую крышу. В этом случае лучшим вариантом будет обратиться к профессионалам. Специализированные фирмы берут на себя ответственность за качество выполненных работ и обычно предоставляют гарантию сроком 1 – 2 года.
Вальмовая крыша с висячими стропилами: изучаем устройство
Конструкции с висячими стропилами востребованы при возведении крыши с опорой только на наружные стены дома. Данный принцип строительства применим как для двухскатных, так и для вальмовых крыш.
Особенности конструкции вальмовой крыши
Расчет и строительство вальмовой крыши существенно сложнее возведения односкатных и двухскатных конструкций. Четырехскатная вальмовая крыша имеет два ската в форме трапеции, и два треугольных ската (вальма). Такая конфигурация позволяет противостоять высоким ветровым нагрузкам, надежно защитить строительные конструкции от внешних воздействий. Кроме того, получившееся просторное мансардное помещение может использоваться в качестве жилого (окна для естественного освещения монтируются на скатах кровли).
Четырехскатная крыша с коньковым прогоном может возводиться двумя способами: с наслонными или висячими стропилами. Использование наслонных позволяет сделать крышу более легкой, упрощает расчет и монтаж. Но в этом случае требуется, чтобы у строения имелась несущая средняя стена. Висячие стропила при строительстве вальмовой крыши могут применяться при небольшой ширине здания и отсутствии внутренних стен. Эксплуатационная нагрузка передается на наружные стены постройки.
Угол наклона скатов четырехскатной крыши с висячими стропилами должен составлять более 40°.
Висячие стропила крыши вальмового типа опираются либо на балки перекрытия, либо на мауэрлат. Проектирование стропильной системы требует точных расчетов и составления подробных чертежей с указанием принципов монтажа крепежных узлов. Для небольших зданий правильной геометрической формы расчеты можно выполнить самостоятельно, в других случаях рекомендуется обратиться к профессионалам, так как погрешности проекта станут причиной существенного снижения надежности крыши при эксплуатации.
На первом этапе расчетов необходимо выбрать угол наклона вальмовой крыши, что напрямую влияет на ее высоту. Для системы с висячими стропилами оптимальный угол наклона составляет 40 – 60°. Чем выше будет расположен конек, тем больше материала потребуется для возведения крыши. При этом высокая крыша – лучший вариант для регионов, для которых характерно большое количество осадков. Более пологая кровля имеет меньшую парусность и лучше противостоит ветровым нагрузкам.
При выборе угла наклона вальмовой крыши рекомендуется придерживаться правила «золотой середины» и исходить из эстетических соображений. Можно выбрать угол наклона скатов, и исходя из этого, рассчитать высоту расположения конька. Либо наоборот, определить желаемую высоту крыши, а затем вычислить угол ее наклона.
Выполняя расчет вальмовой крыши, требуется обеспечить правильное позиционирование конькового прогона. Он должен располагаться строго параллельно несущим боковым стенам, точно по центральной оси здания и равноудалено от торцевых стен. В противном случае центр тяжести крыши будет смещен, что приведет к неравномерному распределению нагрузки на стропильную конструкцию и несущие стены, что чревато деформацией и разрушением крыши.
Чертежи, подготовленные в рамках разработки проекта, должны содержать информацию о расположении, сечении, форме и размерах всех элементов стропильной системы. Учитывается их вид и конструктивные особенности, особенности крепления, ширина пролета, длина конька, высота крыши.
Стропильная система четырехскатной крыши
К основным элементам стропильной системы кровли вальмового типа можно отнести:
При строительстве вальмовой крыши с применением висячих стропил коньковый прогон не устанавливается. Вместо этого монтируются центральные фермы – стропильные ноги, соединенные ригелями для жесткости. Стропильная система в центральной части будущей вальмовой крыши выполняется точно так же, как и при строительстве двухскатной. Стропильные фермы рекомендуется изготавливать на земле по заранее подготовленному шаблону, чтобы точно соблюсти все размеры. При монтаже ферм необходимо проверять вертикальность каждой конструкции. Важно, чтобы крайние стропильные фермы находились на одинаковом удалении от соответствующих торцевых стен здания: это обеспечит правильную геометрию и симметричность вальм.
После монтажа ряда из ферм в коньковой части получившейся системы (на обоих скатах) монтируются бруски или доски, связывающие фермы между собой. Затем к крайним фермам пристыковываются накосные стропила, опирающиеся на углы здания. На следующем этапе монтируется центральное стропило вальма (на каждом треугольном скате) и нарожники.
Стропильные фермы могут опираться на мауэрлат либо балки перекрытия. При разработке проекта следует учитывать, что во втором случае шаг укладки балок должен соответствовать шагу стропил. Если стропильная система предусматривает монтаж ферм на мауэрлат, то затяжки, расположенные в нижней части ферм, не только обеспечат жесткость конструкции, но и могут служить балками перекрытия.
Нижняя затяжка может применяться, если длина пролета не превышает 6 метров. Если висячие стропила монтируются в пролет от 6 до 7,5 метра, необходимо использование ригелей в верхней части. При длине пролета 7,5 – 9 метров верхнюю часть стропил следует связать с затяжкой с помощью бабки (стойки). Если длина пролета составляет от 9 до 10 метров, предыдущий вид конструкции следует усилить подкосами.
Перед тем, как приступить к монтажу стропильной системы, необходимо проверить геометрию стен постройки. Верхняя часть стен (мауэрлат, балки перекрытия) должны располагаться строго горизонтально.
Принципы изготовления и монтажа накосных стропил
Установка диагональных стропил – ключевой этап строительства вальмовой крыши. Важно обеспечить правильную геометрию конструкции, чтобы стропильная система равномерно распределяла эксплуатационные нагрузки кровли.
Диагональные стропила длиннее боковых, они опираются на углы коробки здания, а в верхней части соединяются с коньковым элементом крыши. На накосные, в свою очередь, опираются стропильные полуноги (укороченные) – нарожники. К накосным стропилам предъявляются повышенные требования по прочности, так как они несут повышенную нагрузку, выступая в качестве опорных элементов системы. Суммарная нагрузка на диагональные стропила вдвое больше, чем на обычные стропильные ноги. Нижняя часть накосных стропил упирается в мауэрлат или в уложенную на угол стены балку, либо опирается на них, в зависимости от принципа конструкции – распорной или безраспорной.
Накосные стропила могут изготавливаться из прочного клееного бруса необходимой длины. Но, чаще всего, применяются сдвоенные доски, срощенные с соблюдением определенных требований. Сращивание диагональной стропильной ноги позволяет:
Унификация позволяет применять для изготовления диагональных элементов тот же материал, что и для стандартных стропильных ног – применение досок одного типоразмера упрощает конструктивные решения при проектировании и монтаже узлов стропильной системы.
Под диагональное стропило устанавливаются одна или две опоры. Доски по длине сращиваются таким образом, чтобы стыки располагались на расстоянии 0,15L от центра опоры. Соответственно, длина досок для изготовления накосных стропилин подбирается в зависимости от длины пролета и количества требуемых опор. В частности, если для вальмовой крыши требуется диагональное стропило длиной 10 метров, рекомендуется использовать доски длиной 7 и 3 метра, чтобы расположить стойку на расстоянии 1/4 длины пролета от верхнего конца стропилины. В этом случае конструкция будет способна выдержать расчетные нагрузки – под средней частью стропилины опоры ставить не рекомендуется.
В роли опоры под диагональное стропило выступает подкос или стойка, выполненная из бруса или спаренных досок. Угол установки принципиального значения не имеет, если подкос упирается в прочное железобетонное перекрытие (с укладкой гидроизоляционного слоя). Если стойка упирается в лежень, угол установки обычно составляет 35 – 45° к горизонтальной плоскости.
Дополнительные опоры устанавливаются по следующему принципу. Длина пролета до 7,5 метров требует использования одного подкоса. Если длина пролета составляет 7,5-9 метров, устанавливается опора в нижней части стропилины, либо монтируется шпренгельная ферма. При увеличении длины пролета устанавливается дополнительная опора. При недостаточно прочном перекрытии необходимо уложить дополнительную промежуточную балку для упора стоек.
Шпренгель – балка, пересекающая угол, образованный двумя стенами, примыкающими друг к другу. Шпренгельная ферма представляет собой конструкцию, в которой накосные стропилины подпираются опорами, которые лежат на шпренгелях. Вся система при этом усиливается двумя подкосами. Для изготовления шпренгельной фермы используется брус 100×150 мм для балок, 100×100 для стоек и 50×100 для подкосов.
Монтаж верхней части диагональных стропил
Верхний конец накосных стропил крепится к коньковой части крайней стропильной фермы при монтаже системы с висячими стропилами. Для этого может потребоваться использование шпренгеля или прибоины (короткой доски толщиной от 50 мм), к которой крепятся запиленные под необходимым углом концы диагональных стропил. Если прибоину расположить с отступом от конька, получится датская полувальмовая четырехскатная крыша. Для крепления накосных стропил в верхней части могут использоваться следующие виды крепежа:
Нарожники к накосным стропилам крепятся методом врубки либо с устройством черепных брусков (второй вариант позволяет получить более жесткую конструкцию). Сечение брусков, которые нашиваются на стропило с обеих сторон, составляет 50×50 мм. Нарожники следует опирать на стропила со сдвигом, чтобы не образовывались стыки брусков в одной точке.