разные углы вальмовой крыши
Как поставить вальмовую крышу с разными углами скатов
Вальмовая крыша в большинстве случаев имеет четыре ската, и является одной из самых сложных по конструкции для кровли зданий.
Основной проблемой их возведения обычно связывают со сложностью монтажа скатов, так как часто у каждого из них свой угол наклона.
Преимущество вальмовой конструкции
Одним из ключевых преимуществ вальмовых конструкций, можно назвать отсутствие обустройства фронтонов и соответствующих сложных переходов в карнизах крыш. Карниз получается сплошной на одной линии горизонта.
Также как присутствует горизонтальный конек, но перпендикулярные скаты всегда находятся под разными углами. Это отличает ее от крыши шатрового типа, где все скаты имеют одинаковый угол наклона. В остальном конструктив вальмовой крыши не зависимо от эксплуатационного назначения, состоит из классических элементов: кровельные фермы, скаты, мауэрлат, коньковый прогон и выносные элементы карнизов.
Проектирование и монтаж скатов
В зданиях с равносторонними стенами вальмовая крыша, как правило, имеет только парные скаты одинакового наклона. И лишь в прямоугольных коробках можно добиться одинакового угла.
Часто вальмовые крыши не имеют общего прогона для конька, поэтому проектирование и монтаж здесь основан на разных конструкциях ферм.
Это одинаковые по строению конструкции обеспечивающих жесткость всей крыши, за счет связей (ригелей, укосин, перемычек). Фермы бывают висячего и наклонного типа.
Висячие фермы целесообразно создавать там, где предполагается широкие пролеты, но не более 4 метров. Они связываются только возле конька ригелями (несущими горизонтальными перемычками).
Наклонные фермы могут иметь неограниченную длину стропильных ног, поскольку их дополнительной опорой служат наклонные стойки. Упираются они чаще всего в нижние прогоны любых стен, даже межкомнатных.
Если предполагается обустройство мансардных помещений под вальмовыми крышами, создается дополнительный каркас из вертикальных строек.
При этом стоки образуют плоскости стен мансардного помещения, а ригеля ферм потолочную плоскость каркаса.
Низ вертикальных стоек ферм должен всегда опираться на специальный элемент лежак, прокладываемый по чердаку крыши через несколько слоев рубероида, если крыша возводится по бетонным перекрытиям.
Перед началом самостоятельного строительства рекомендуется смоделировать крышу на земле в виде небольшого макета. Так проще будет понять и монтировать сложные узлы.
Последовательность действий
Технология строительства вальмовой крыши подразумевает ряд основных этапов:
Более сложные конструкции вальмовых крыш могут включать и другие этапы строительства. Соответственно, они сопряжены с дополнительными трудозатратами, а главное технологиями обустройства узлов.
Сращивание стропил с верхним и нижним поясом ферм является самой сложной задачей, везде присутствуют свои нюансы. Угол наклона осевых стропил (вальм) как правило, имеют диапазоны наклона от 41 до 50 градусов.
А вы знаете, как поставить вальмовую крышу с разными углами скатов? Поделитесь своим опытом в комментариях.
Определение угла наклона вальмовой крыши: критерии выбора, оптимальные и минимальные значения
Вальмовая четырехскатная крыша — одна из самых распространенных для использования в домах, имеющих в плане простой прямоугольник.
К недостаткам чердачной системы такой крыши в большинстве случаев относится малый объем чердака и стесненность, затрудняющая его использование в качестве дополнительного помещения, а также возможность проводить обслуживание стропильной системы.
Поэтому важно правильно рассчитать угол наклона такой кровли, соблюдая как требования к внутренним пропорциям, так и устойчивость к атмосферным воздействиям.
От чего зависит уклон?
Одним из основных параметров вальмовой крыши является угол наклона плоскостей, образующих чердак. В своем классическом виде она состоит из четырех наклонных плоскостей — двух треугольных (которые называются «вальмы») и двух трапецеидальных. Более подробно об устройстве вальмовой кровли мы писали здесь.
Вершины треугольных плоскостей, опирающихся на торцевые (поперечные) стены, соединяются так называемым коньком, к которому с двух сторон параллельно примыкают короткие стороны трапеций, образующих боковые плоскости крыши. Если вальма, начинаясь от конькового бруса, не доходит до карниза, крышу называют полувальмовой.
Уклон четырехскатной кровли проектировщики принимают сообразуясь с:
Зависимость от типа и назначения строений
Конфигурацию крыши обычно выбирают в зависимости от размеров и назначения строения. Это могут быть вальмовые, шатровые, полувальмовые (когда нижняя грань вальмы не доходит до карниза, а опирается на обрезанную часть фронтона или щипца) и другие виды.
Вальмовые крыши используются в сооружениях самых разнообразных типов, к числу которых относят:
Уклон зависит от необходимости обустройства подкровельного пространства. Для жилой мансарды кровлю нужно делать более крутой, для нежилого чердака достаточно малоуклонной.
Ветровая, снеговая, другие виды нагрузок
Значения этих видов воздействий принимаются в соответствии с рекомендациями Строительных Норм и Правил (СНиП 2.01.07-85 в его актуализированной версии от 2016 года — Свод правил СП 20.13330.2016), называемых «Нагрузки и воздействия».
Нормативные документы содержат таблицы, графики для различных климатических регионов бывшего СССР. Имеются в виду максимальные ветровые нагрузки, а также снеговые и дождевые, воздействующие на строительные объекты в зависимости от района строительства.
Так же учитывается устройство организованного (при помощи горизонтальных желобов и вертикальных водосточных труб) или неорганизованного (самотёк) удаления жидких осадков или талого снега с верхней поверхности крыши.
В соответствии с собранными данными рассчитывается деревянная или из стального проката стропильная система вальмовой крыши вместе с рекомендуемыми уклонами.
При проектировании кровли и выборе ее финишного покрытия нужно учитывать:
В местностях с сильными ветрами рекомендуется устраивать вальмовые кровли с наклоном 25-30°, в маловетренных — 30-45°.
Характеристика материала кровли
Финишное покрытие кровли современных строений, где установлены вальмовые крыши, зависит от целей использования, утепленности чердачного помещения и других факторов.
От типа кровельного покрытия зависит в первую очередь уклон вальмовой крыши. Для металлических кровель он может быть более пологим, для кровель другого типа — более крутым. Правильный выбор делается на основе СНиП II-26-76 «Кровли» в его актуализированной версии СП 17.13330.2017, в зависимости от финансовых возможностей заказчика, а также стоящих перед ним целей и задач.
Основные типы кровельных материалов и допустимые уклоны:
Оптимальные значения
Углы наклона кровли, при использовании разных видов финишных покрытий, зависят от рекомендаций изготовителя, а также СП 17.13330.2017 «Кровли».
Выбор этих значений определяется различной степенью герметизации внутренних помещений от атмосферных осадков, ветра и пыли в зависимости от материала кровли.
Использование рулонных битумно-полимерных кровельных материалов в вальмовых крышах допускается только лишь в виде подложек под основное покрытие, придающих дополнительные герметизирующие свойства. Эти материалы раскатываются параллельно карнизу поверх обрешетки с нахлестом смежных полотнищ от 15 до 20 сантиметров.
Также уклон выбирается в зависимости от назначения чердачного помещения. Чем круче крыша, тем меньше свободного пространства остается под кровлей.
Оптимальными значениями для вальмовых крыш считаются уклоны в пределах 20-45°. При этом угол трапециевидных скатов и вальм может отличаться.
Минимальные значения
Минимальный уклон нормативы не рекомендуют делать менее 10° (в этом случае, крыша может уже считаться плоской), даже если это позволяет производитель кровли (в большей степени это относится к металлическим кровельным покрытиям).
В этом случае доступ для обслуживания чердака и стропил с кровлей будет либо невозможен, либо крайне ограничен, также непростым делом будет устранение со стороны чердака аварийных протечек в случае их возникновения.
Минимальный уклон для кровельных покрытий:
Кровля с разными уклонами скатов
Иногда при проектировании с использованием эксклюзивного дизайна, крышу строения с целью оригинальности принимают нарочито перекошенной с искаженным осями симметрии. Таких домов становится все больше, и они действительно выделяются на фоне строений с традиционными геометрическими формами.
Распространенные варианты:
При использовании таких покрытий угол наклона наименее крутой плоскости должен быть не менее принятого для стандартной вальмовой крыши с тем или иным видом внешнего покрытия, то есть для металлической 30°, для остальных — не меньше 30°.
Как рассчитать?
Для выбора углов наклона используют все тот же свод правил СП 17.13330.2017 «Кровли». Для расчета несущих элементов стропильной системы и их сечений предназначен СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» в актуализированной редакции СП 64.13330.2017.
Для расчета углов наклона вальмовой кровли лучше всего воспользоваться каким-либо онлайн калькулятором, который легко найти в интернете. В основу расчетов обычно заложен один и тот же математический алгоритм.
Исходными данными для таких калькуляторов являются:
Рассчитать вальмовую систему можно и вручную, используя построения и формулы, из школьных учебников по геометрии и тригонометрии, с использованием тех же исходных данных, что и для автоматического расчета.
На выходе должны получиться размеры треугольников и трапеций, а также определена высота конька над чердачным перекрытием. Нужно лишь следить за тем, чтобы размеры наклонных сторон (бедер) трапеции совпадали с размерами наклонных сторон треугольников (вальм), а все вместе они сходились в коньке на одинаковой отметке.
Только в этом случае образуются одинаковые углы наклона внутрь чердака отдельных плоскостей вальмовой крыши от карниза здания относительно вертикалей ограждающих стеновых конструкций.
Расчет геометрической конфигурации, размеров, углов наклона вальмовой крыши автоматически не влечет расчета ее несущей способности.
Несоблюдение рекомендаций и последствия
При несоответствии реальных уклонов и соответствующего материала кровельного покрытия, а также ошибках и несоблюдении рекомендаций производителей кровли и проектировщиков, в чердачные подкрышные помещения могут попадать атмосферная влага, пыль, споры сорных растений, грибка, плесени, личинки древоядных насекомых.
Слишком большая крутизна (угол наклона), высота покрытия и его парусность потребует увеличения сечения элементов стропильной системы вальмовой крыши.
В пологих кровлях может происходить замачивание обрешетки, нижерасположенных конструкций и, как следствие, развитие коррозионных процессов, а также биологического загрязнения и ослабления несущей способности деревянной стропильной системы вследствие ее гниения и поражения грибком.
Заключение
От величины угла вальмовой кровли напрямую зависит, можно ли будет использовать подкровельное пространство. Именно уклон определяет, будет ли кровля эксплуатируемой или неэксплуатирумой.
Кроме того, угол влияет на площадь крыши, а значит и на стоимость строительства. Напрямую зависит от уклона и нагрузка на стропильную систему. Поэтому при проектировании важно найти оптимальную величину.
Калькулятор вальмовых крыш с разным наклоном скатов и вальмы
Уклон крыши
Уклон крыши можно задать одним из трех параметров:
Нужно выбрать ОДИН из этих параметров, тот который вам известен или от значения, которого вы проектируете свою крышу.
Если вы выберете сначала один параметр и введете его значение, а потом второй или третий и введете их значение, то калькулятор выберет последний ввод
Разметка стропил делается с применением шаблонов
Шаблон для разметки стропил скатов
Шаблон для разметки стропил вальмы
Шаблон для разметки накосного стропила
Вальмовые крыши с разными уклонами скатов обычно делаются на коротких крышах где невозможно размещение боковых скатов длиной равной фронтальным скатам. У этого типа крыш та же проблема что и у крыш с ендовой образованной пересечением крыш равной высоты, но с разными пролетами — неравная величина карнизного свеса. Если у фронтального ската имеется предположим карнизный свес величиной 60 см, то более крутой боковой скат на той же линии горизонта покажет карнизный свес, например, 40 или 30 см. Увеличение свеса до нужного вылета от стены делает его ниже фронтального свеса. Обычно в этом месте оба карниза фронтальный и боковой соединяют наклонной ветровой доской. О вкусах не спорят, такое решение возможно, значит о нем должно быть рассказано. Калькулятор вальмовых крыш с разными уклонами скатов рассчитывает длины стропильных треугольников и углы установки накосного стропила, углы подрезки его верхней и нижней кромки для установки обрешетки и внутренней подшивки.
Поступают и по-другому — делают «датскую крышу». Возможно у нее есть другие названия, но я знаю это. Особенность датской крыши в том, что все карнизные свесы делают одинакового размера, а все скаты одинакового уклона. Просто боковые скаты вальм не доходят до высоты конька, а упираются в крайние стропильные пары. Треугольный щипец (фронтон) получившийся под коньком крыши с торца здания обшивают досками и, например, сайдингом. В нем делают окно для освещения и проветривания чердачного или мансардного помещения под крышей.
В датской кыше накосное стропило делают одинарным или спаренным из двух досок, как для крыш с одинаковыми уклонами скатов. Рассчитывать датскую крышу нужно на калькуляторе для вальмовых крыш с одинаковым уклоном скатов.
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.