Стропильная система вальмовой крыши: чертежи и схема с расчетом площади + описание устройства констуркции с инструкцией, как ее сделать

Расчет и проектная работа

Прежде, чем построить кровлю вальмового типа, нужно выполнить расчет элементов ее конструкции. Перед началом вычислений намечают схему перекрываемого дома со всеми известными размерами. Далее пользуясь простыми геометрическими формулами на основе теоремы Пифагора, определяют:

Высоту конька. h = b x tgα/2, где b – длина сооружения между стропильными ногами с торцевой стороны, а α – угол расположения скатов.
Длину рядовых стропил. e = b / 2 x cosα, где b – длина сооружения между стропильными ногами с торцевой стороны, а α – угол расположения скатов, е – длина рядовых стропильных ног.
Площадь скатов. S = 2ea, где S – совокупная площадь поверхности скатов вальмовой крыши, е – длина рядовых стропил, а – протяженность между стропильными ногами по длине сооружения.

Для стандартных значений уклона скатов вальмовой крыши существуют таблицы с коэффициентами, с помощью которых можно без расчетов определить длину диагональных стропил, зная размеры рядовых. Шаг между стропильными парами также смотрят в справочных материалах, ориентируясь на породу древесины, ее толщину и протяженность скатов. Результаты вычислений наносят на чертеж, по которому в последствии делают разметку.

Беседка с четырехскатной крышей

Беседка с вальмовой кровлей станет эталоном дизайнерского решения, а при условии грамотного расчёта и обустройства будет отличаться надёжностью и долговечностью эксплуатации. Собрать четырехскатную крышу будет несложно собственноручно. Такая конструкция подходит для беседки в виде прямоугольника или квадрата. Первый вариант представляет собой сборку вальмовой конструкции с двумя треугольными и таким же количеством трапециевидных скатов. Второй вариант — это шатровая вальмовая крыша, состоящая из 4 равнобедренных треугольных скатов.

Вальмовая крыша для квадратной беседки состоит из четырех одинаковых треугольных секций

Четырехскатная кровля является прекрасным выбором при строительстве беседки, поскольку она допускает применение любых кровельных покрытий, а удобная конструкция обеспечивает свободный угол обзора, её легко можно обустроить, например, в китайском стиле, добавив свесам длины и несколько изогнутых диагональных стропил.

На подготовительном этапе работы делается чертёж будущей крыши с учётом основных факторов:

веса всех стропил и их дополнительных элементов;
массы кровельного покрытия и гидроизоляции;
уровня климатических нагрузок, слоя снежных масс;
веса строителей, обслуживающих крышу;
нагрузки от оборудования, которое планируется установить на стропильной системе.

От того, каким будет наклон скатов и какие материалы выбраны для покрытия кровли, напрямую зависят особенности установки, например, шаг расположения реек обрешётки и стропильной системы. И всё это сказывается на общем весе постройки.

Продлить срок службы деревянной беседки можно, предварительно обработав все её элементы специальными антисептическими пропитками, а также огнезащитным средством. Наносятся все эти составы достаточно просто обычной кистью или валиком.

Опорой для четырехскатной крыши беседки могут быть деревянные, кирпичные стены либо стойки опорного каркаса. Если в работе используется кирпич, то конструкция получится капитальной и потребует возведения прочного фундамента, способного выдерживать большие нагрузки. Строительство вальмовой крыши на такой беседке в целом сходно с установкой кровли на жилом доме или другом крупногабаритном строении.

Небольшие вальмовые крыши можно собирать на опорах из столбов, которые предварительно следует хорошо закрепить

Если же беседка устанавливается на деревянные столбы, то следует предварительно проверить прочность закрепления её опор, они должны стоять строго вертикально, а для жёсткости и устойчивости каркаса снизу их перевязывают перемычками. Сверху тоже монтируются перемычки, которые будут являться обвязкой под скатную конструкцию. Из-за высокой нагрузки опоры могут постепенно разойтись, поэтому рекомендуется заранее скрепить их на верхних концах с помощью диагональных перемычек, а в местах стыковки проложить деревянные или стальные накладки.

Пошаговая инструкция по установке вальмовой крыши для беседки

Сначала крепят коньковый брус со специальными подкосами и вертикальными опорами.
Далее для формирования кровельных скатов укладывают диагональные стропила. Этот этап предполагает возможность увеличения длины свесов с помощью накладных досок – «кобылок», которые удлиняют накосные стропила.
Затем выполняют монтаж центральных и промежуточных стропил и нарожников.
Для защиты деревянных элементов от воздействия влаги поверх стропил укладывают покрытие из гидроизоляционной мембраны.
На слой гидроизоляции монтируют обрешётку, а при необходимости оборудования дополнительной вентиляции устанавливают и контробрешётку.
На завершающем этапе работы крепят кровельный материал.

Шатровую крышу собирают так же, как и обычную вальмовую, исключая монтаж конькового бруса. При этом производится связка диагональных стропил в коньковый узел.

Видео: строительство беседки и барбекю своими руками

Недостаток опыта строительства кровельных конструкций может негативно сказаться на качестве будущей крыше и степени защиты всего сооружения, поэтому для выполнения подобного рода работ рекомендуется обратиться к профессиональным строительным бригадам. При правильном подходе вальмовая крыша станет прекрасной архитектурной конструкцией дома, беседки и любых других построек.

Особенности конструкции вальмовой крыши

висячая стропильная система вальмовой четырехскатной 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.

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.

общий вид вальмовой крыши

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.

название элементов вальмовой крыши

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.

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.

Виды стропил

Для формирования каркаса применяют три вида стропил:

Диагональные (накосные). Изготавливают из бруса сечением 100х100 мм. Они являются несущими балками вальмовых скатов. Четыре накоса расположены попарно напротив друг друга. Две наклонные балки сходятся в вершине треугольника на торце конькового прогона. Основанием вальмы является мауэрлат. Диагональные стропилины по своему виду крепления являются наслонными балками. То есть несущие рёбра вальмы жёстко соединены с мауэрлатом.
Рядовые. Опоры трапециевидных скатов изготавливают из досок сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Их верхние концы опирают на коньковый прогон. По типу нижнего опирания стропила могут быть висячими или наслонными балками. Особенностью висячих стропил является то, что они связаны затяжками (балками перекрытия), которые, воспринимая нагрузку, работают на растяжение, тем самым распирают стены дома. Висячие конструкции монтируют в домах, где нет возможности передать нагрузку на внутренние стены, и где нет центрального нижнего прогона. В остальных случаях стропила делают наслонными.
Нарожники. Укороченные стропила крепят вверху к диагональной стропилине, а внизу опирают на мауэрлат или соединяют с затяжками. Они нужны только, как опорное основание кровельного пирога вальмы.

Стропильная система четырехскатной вальмовой крыши своими руками

Сложное устройство стропильной системы вальмовой крыши отпугивает начинающих мастеров от ее создания своими руками. Однако, такой способ перекрытия прекрасно подходит для частных домов небольшого размера в европейской стилистике. Чтобы качественно выполнить монтаж вальмовой кровли своими руками следует провести подготовительную, проектную детальность: выполнить расчет, составить чертеж и нанести разметку. Для этих процессов необходимы базовые знания о строении стропильного каркаса, строительные нормы по выбору угла наклона кровельных скатов.

Состав стропильных ферм

Стропильная система выполняет функции опорного каркаса, на котором лежит основной вес кровли. Ее основной элемент – стропильные ноги, вальмовая кровля насчитывает 4 различных разновидности стропил:

Диагональные (угловые) стропила. Конструкция стропильной системы вальмовой кровли имеет 4 угловых стропильных ноги. Они продолжают коньковый брус, соединяя его с углом торцевой стены. За счет угловых стропил формируется вальмовый скат, их длина превышает аналогичный параметр рядовых. Так как диагональные ноги несут на себе вес кровельного материала вальм, а также к ним осуществляется крепеж нарожников и торцевых рядовых стропил, для изготовления требуются доски сечением 100х150 мм или сдвоенные обычные, 50х150 мм. Иногда стандартная длина пиломатериалов меньше необходимой, в таком случае требуется изготовление своими руками наборных ног, составленных из элементов. Расчет длины диагональных ног выполняют с применением специального коэффициента, путем умножения на длину рядового стропила.

Залог надежности стропильной системы – элементы одинакового сечения, изготовленные из одного и того же материала, исключение составляет лишь диагональные стропила, сечение которых должно быть толще.

Опорные конструкции

Конструкция стропильных ног не позволяет им самостоятельно выдерживать вес кровли, подспорьем в этом деле им служат дополнительные опорные элементы:

Мауэрлат. Мауэрлатный брус укладывают на верхний пояс сооружения. У бревенчатого и брусового дома роль мауэрлата играют верхние венцы, укрепленные анкерными болтами. В кирпичных или газосиликатных постройках требуется монтаж мауэрлата своими руками на цементную армированную стяжку

Очень важно рассчитать места крепления бруса так, чтобы они не совпадали с расположением стропил. Прочность мауэрлата снижается с каждым отверстием, проделанном в нем, поэтому нужно делать лишь те, что определил расчет. Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала

Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала.

Вычисление основных параметров системы

Специальные компьютерные программы облегчают вычисления параметров стропильной системы, однако расчет достаточно прост, так как основывается на тереме Пифагора о прямоугольных треугольниках. Схема вычислений выглядит так:

Первым делом своими руками измеряют ширину и длину перекрываемого сооружения. Необходимо использовать для измерений одну рулетку, каждый замер производить по два раза, чтобы избежать ошибок. На основе полученных данных составляют схематичный чертеж.

Расчет состава стропильной системы не только позволит закупить необходимое количество строительного материала, но верно определить объем фундамента, однако, учтите, кровельный материал нужно приобретать с запасом 15-25% на нахлест и подрезку.

Результатом вычислений должен стать подробный чертеж и упрощенная схема для нанесения разметки. Четырехскатная крыша может строится по готовым проектам, если использовать стандартный угол наклона.

«Золотые» правила кровельщиков

Опытные мастера-кровельщики говорят, что стропильная система крыши с торцевыми вальмами не сложнее двухскатной, если соблюдать «золотые» правила, которые сформировались за долгие годы работы:

Использовать для изготовления стропил доски и брус одного сечения, то есть стропила и коньковый прогон выполнять из доски 50х150 мм, мауэрлат и лежень из бруса 150х150 мм.
Выполнять расчет до начала работ по установке кровли, основываясь на неоднократно проверенных измерениях.
Узлы стропильной системы должны быть отражены в проектной документации и проверены расчетом нагрузок.
Выбирать сечение стропил нужно в соответствии с длиной, весом кровельного материала и перекрываемой площадью.
Своими руками монтаж выполняют с помощью подсобника, длинные, тяжелые диагональные стропила сложно установить в одиночку.

Виды кровли

Вальмовые кровли, будучи одной из разновидностей скатных крыш, делятся на несколько видов:

шатровая крыша – она характеризуется наличием четырех одинаковых скатов. Отличительная особенность такой кровли заключается в том, что вальмы здесь расходятся в четыре стороны. Шатровая крыша может применяться только для домов, построенных в форме квадрата;
полувальмовая крыша – здесь вальмы не дотягиваются до низа, а только закрывают небольшую часть фронтона;
ломаная крыша – включает в себя скаты разных размеров. Монтаж такой конструкции – очень сложное дело, но результат получается эффектным и привлекательным.

Беседка с четырехскатной крышей

Вальмовая крыша для квадратной беседки состоит из четырех одинаковых треугольных секций

На подготовительном этапе работы делается чертёж будущей крыши с учётом основных факторов:

веса всех стропил и их дополнительных элементов;
массы кровельного покрытия и гидроизоляции;
уровня климатических нагрузок, слоя снежных масс;
веса строителей, обслуживающих крышу;
нагрузки от оборудования, которое планируется установить на стропильной системе.

Пошаговая инструкция по установке вальмовой крыши для беседки

Сначала крепят коньковый брус со специальными подкосами и вертикальными опорами.
Далее для формирования кровельных скатов укладывают диагональные стропила. Этот этап предполагает возможность увеличения длины свесов с помощью накладных досок – «кобылок», которые удлиняют накосные стропила.
Затем выполняют монтаж центральных и промежуточных стропил и нарожников.
Для защиты деревянных элементов от воздействия влаги поверх стропил укладывают покрытие из гидроизоляционной мембраны.
На слой гидроизоляции монтируют обрешётку, а при необходимости оборудования дополнительной вентиляции устанавливают и контробрешётку.
На завершающем этапе работы крепят кровельный материал.

Видео: строительство беседки и барбекю своими руками

Внешний вид

Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.

Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:

Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес вальмовой крыши крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.

Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.

Конструкция вальмовой крыши, а точнее ее стропильной системы, состоит из такой геометрической фигуры как треугольник, обладающей наибольшей жесткостью и надежностью.

Плюсы конструкции

Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:

Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.

Минусы конструкции

Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:

Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.

Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса

Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы