Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

Расчет — важнее всего!

Если возводится вальмовая крыша, расчет играет важную роль. При этом следует соблюдать определенные правила:

  1. Во-первых, диагональные стропила должны иметь одну длину – от этих показателей зависят свесы кровли.
  2. Во-вторых, свесы должны выполняться на расстоянии 50-60 см, а если дом построен в климатически сложных регионах, где очень сильны ветровые нагрузки, то свесы могут доходить до одного метра.
  3. В-третьих, диагональные и центральные стропила должны стыковаться грамотно и внимательно.

Стропила должны быть закреплены анкерными соединениями, что важно для удержания срыва кровли ветром. Установка стоек позволит сделать нагрузку на балки меньше

Если уклон крыши не очень большой, то потребуется усиление крыши при помощи шпренгельных ферм и шпренгелей. Шпренгель – это брус, который укладывается по обе стороны, и сходящийся наверху углами.

Если вам нужна крыша своими руками, вальмовая конструкция довольно сложна в возведении, помните это. Для ее усиления требуется обрешетка, которая выполняется из брусков. Она может быть сплошной или с зазорами. Шаг обрешетки зависит от размера и вида кровельного материала. Популярность вальмовой крыши объясняется ее необычным видом, надежностью, долговечностью и необычностью конфигурации. Если вы планируете возведение мансардного этажа, эта конструкция будет наиболее идеальна. Обтекаемая форма защищает кровлю от ветра.

Особенности вальмовой конструкции

Особенности вальмовой конструкции

Рассматриваемая крыша, как уже отмечалось, имеет очень интересную конструкцию. И если большие скаты можно увидеть практически на всех крышах, то короткие скаты делают рассматриваемую систему поистине уникальной.

Конструкция кровельной системы такова, что скаты не перекрывают площадь дома по длине и оставшееся свободное место заполняется двумя короткими вальмами.

Устройство вальмовой крыши

При самостоятельном составлении схемы вальмовой кровельной конструкции вам нужно будет использовать разметочную рейку и таблицы Пифагора.

Расчет материалов для вальмовой крыши

Элементы вальмовой крыши

Кроме геометрически правильных линий, крыша с вальмами – это весьма надежная и практичная кровля. В отличие от двускатных практически не подвержена деформациям, например, во время сильных ветровых нагрузок, обеспечивает надежную защиту от любых видов осадков.

Но, несмотря на достаточно простую по форме конструкцию, устройство вальмовой крыши является делом достаточно сложным, особенно в случае самостоятельного выполнения работ.

И главная проблема связана, прежде всего, с возведением стропильной системы, которая не имеет вертикальных опор.

Ее конструкцию составляют два вида знакомых геометрических фигур:

  • трапеция, форма которой зависит от соотношения конька и карнизного свеса,
  • треугольник, который становится альтернативой фронтону, но в отличие от него обязательно устраивается под определенным углом к горизонту таким образом, чтобы он формировал вместе с трапециевидными элементами общий угол.

В большей мере именно в такой конструктивной особенности крыши и состоит основная сложность при ее возведении, так как использовать для этого обычный способ, каким устраивают скаты, не получится из-за того, что коньковый элемент не перекрывает полностью дом по длине.

Для создания опоры для стропильных ног вальм их соединяют с углами конька, а в итоге получаются своеобразные диагонали, на которые впоследствии следует установить разные по длине стропы, называемые нарожниками, один конец которых монтируется в районе карниза, а второй – к коньку.

Возведение вальмовой крыши выполняется из элементов:

  • конька, выполняющего функцию сопряжения всех элементов кровли и основной несущей оси конструкции;
  • угловых накосных стропил, соединяющих брус конька и карнизные углы кровли. Являются основными несущими элементами в количестве 4 единиц;
  • стропил, количество которых зависит как от конфигурации, так и от размеров крыши. Отличительной чертой является то, что их длина неодинакова. Опираются на угловые балки перекрытий или специально установленный мауэрлат и крепятся к угловым стропам (ногам);
  • каркаса, рядового и промежуточного. Элементы первого устанавливаются на коньке и спускаются к карнизу, промежуточные также начинаются в верхней части крыши, на коньковом брусе, а заканчиваются на мауэрлате, но следует учесть, что используются только для трапециевидных элементов кровли, на вальмах их нет.

Преимущества и недостатки

Вальмовая конструкция имеет как свои плюсы, так и минусы.

Хотя ряд достоинств значительно больше:

  • Эстетическая форма кровли, позволяет визуально уменьшить объемность конструкции;
  • Надежная защита от серьезных порывов ветра;
  • Благодаря наличию четырех скатов, осадки в виде снега или дождя легко удаляются, тем самым продлевая долговечность конструкции;
  • Минимальная деформация кровли за счет жесткой конструкции крыши;
  • Вальмовая крыша позволяет равномерно распределять тепло без его утраты, например в зимний период.

Есть и недостатки у вальмового вида кровли:

  • Главный минус это высокая стоимость, как основы для конструкции, так и материалов необходимых для покрытия крыши;
  • Сложность конструирования, это касается и изначальных чертежей, необходимо внимательно проводить замеры, чтобы не возникло проблем во время постройки;
  • Размеры чердака значительно уменьшаются, это проблема, если вы собираетесь построить еще дополнительно мансарду или обжить чердачное помещение;
  • Мансардная часть крыши подвергается дополнительным атмосферным нагрузкам, что чревато попаданием, например, дождя внутрь крыши. Приходится дополнительно перекрывать мансардные окна, а это не очень удобно.

Если вас не испугали минусы вальмовой крыши, то знайте, результат превзойдет ваши ожидания. Подобная конструкция принесет радость взору и бюджету, сэкономив его в будущем.

Если есть желание сэкономить, но при этом чтобы дом выглядел эффектнее, тогда стоит рассмотреть вариант с мансардной постройкой.

Вальмовые крыши частных домов фото ниже:

Четырехскатная крыша фото

Дома с четырехскатной крышей фото одноэтажные

Тонкости монтажа

Когда проект вальмовой крыши готов, можно начинать работы по установке системы стропил.

Как правильно можно сделать вальмовую крышу своими руками? Возведение каркаса – очень сложный и трудоемкий процесс, который требует от мастера предельной точности.

Как делать вальмовую крышу своими руками пошагово описано ниже.

Видео:

Монтаж вальмовой крыши своими руками начинается с разметки. Перед строительством вальмовой крыши, нужно отметить ось, место положения первого центрального стропила, места промежуточных элементов и длину свеса.

Устройство вальмовых крыш проходит поэтапно. Сначала устанавливают мауэрлат – деревянный брус 100 x 100, 100 x 150 или 150 x 150 мм, который кладут по периметру сверху стен.

Это основа для всего каркаса, поэтому закрепить его нужно как можно надежнее. Чтобы древесина не напитывала влагу из кирпичных стен, между бруском и стеной необходимо проложить гидроизоляцию, например, рубероид.

Далее крепят прогон – балку, которую укладывают вдоль мауэрлата – она будет выполнять роль страховки для него.

Следующий шаг – установка подкосов и стоек. Чтобы крепление было надежным, стойки желательно подпереть опорами.

Далее крепят конек. Чтобы этот брус был уложен точно по уровню, нужно воспользоваться рейкой и отвесом.

Центральные и рядовые стропила врубают в мауэрлат и конек на одинаковом расстоянии. Чтобы место крепления не болталось, специалисты обычно используют специальные стяжки.

В последнюю очередь крепят угловые элементы. Для придания каркасу прочности, угловые балки соседних скатов соединяют с диагональными стропилами.

Все деревянные составляющие нужно закреплять внахлест для прочности. Для этого можно взять специальные уголки или пластинки из металла.

Лучшим вариантом будут цельные балки. Но если такой возможности нет, то подойдут и сдвоенные.

В некоторых случаях нужно усилить построенный каркас. Существует несколько методов сделать это — они зависят, прежде всего, от размера здания.

В первом случае на углы крыши крепят шпренгели со стойкой, служащей опорой для диагонального бруса.

Видео:

В роли шпренгеля выступает брус, который перекидывают между углами мауэрлата. Если расстояние от угла большое, то специалисты советуют сделать шпренгельную ферму.

Второй способ предлагает набить по затяжке или ж/б перекрытию стойки, которые выступят в роли полки – она будет подпирать стропила посредине.

Если диагональные стропильные элементы слишком длинные, то лучше всего брать сдвоенные брусья.

После того как каркас готов, его покрывают обрешеткой, на которую укладывают слои кровельного пирога.

В первую очередь на сделанный каркас кладут пароизоляцию. Пленку фиксируют степлером к стропилам, а швы дополнительно герметизируются специальной лентой.

Дальше укладывают утеплитель. Его плотно прижимают к стропилам снизу вверх. Между плитами утеплителя и гидроизоляцией нужно оставить зазор в 2 см, чтобы кровельный пирог «дышал».

Видео:

После этого на все это наносится слой гидроизоляции, а сверху покрывается контробрешеткой из деревянных планок. Их размещают поперек стропил, чтобы закрепить кровельный пирог.

На последнем этапе кровлю покрывают выбранным кровельным материалом — вальмовая крыша своими руками готова.

Построить вальмовую крышу самостоятельно достаточно сложно. Однако пошаговая инструкция мастеров, а также все нужные расчеты помогут создать точную конструкцию, которая будет радовать глаз хозяина не один год.

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

  1. Сначала крепят коньковый брус со специальными подкосами и вертикальными опорами.

  2. Далее для формирования кровельных скатов укладывают диагональные стропила. Этот этап предполагает возможность увеличения длины свесов с помощью накладных досок – «кобылок», которые удлиняют накосные стропила.
  3. Затем выполняют монтаж центральных и промежуточных стропил и нарожников.

  4. Для защиты деревянных элементов от воздействия влаги поверх стропил укладывают покрытие из гидроизоляционной мембраны.
  5. На слой гидроизоляции монтируют обрешётку, а при необходимости оборудования дополнительной вентиляции устанавливают и контробрешётку.

  6. 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.

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 стропилины;
  • опоры для диагональных стропильных ног;
  • нюансы опирания накосных стропил;
  • особенности нарожников.

Накосные стропильные ноги

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.

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:

  • Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
  • Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
  • Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.

Устройство шпренгеля:

Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.

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).

Вальмовая крыша: устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Устройство вальмовой крыши в основе своей состоит из двух элементов: каркаса из стропил и мауэрлата. Соединенные в единую систему бревна крепятся к установленному на верх внешних стен здания мауэрлату.


Место расположения мауэрлата для вальмовой крыши Источник 74cement.ru

Конструкция вальмовой крыши состоит из таких элементов:

  1. Угловые стропила. Это стандартные силовые «ноги», которые соединяют углы строения с коньковым брусом. Чаще всего в проектах используют четыре балки, той же толщиной, что и конек. Они крепятся к нему одним краем, а противоположный выводится за стены здания.
  2. Конек. Это основная несущая ось и наивысшая точка кровли, где соединяют все ее стороны. Обычно центр конька, есть и центр всей крыши в вальмовом проекте.
  3. Короткие стропила. Эти бревна или деревянные балки, крепят на мауэрлат одной стороной, а другой к угловым стропильным ногам. Число их зависит от площади кровли.
  4. Рядовой каркас. Это 6 стропил занимающих центральное расположение и промежуточное. Их крепят к концам конькового бруса и ставят на несущие стены объекта. Они выстраиваются со всех сторон постройки в рамном числе.
  5. Промежуточный каркас. Эти стропила закрепляются от конькового бруса и ставятся на мауэрлат. Вальмы не задействованы.


Классический пример устройства вальмовой крыши и чертёж с пояснениями: Источник obustroeno.com

Усиление

Для долголетнего использования требуется не только крепкая система из стропил, но и дополнительные элементы усиления объекта.


Для надежности конструкции крыши требуется усиление ее дополнительными элементами Источник roofs.club

Для большей надежности требуется:

  1. Разместить на углы шпренгель – брус, между сторонами мауэрлата. Это укрепит стропила по диагонали.
  2. Добавить стойку, соединенную брусом. Такая подпорка для стропил поможет перераспределить нагрузку на строение.
  3. Использовать доски или брус с сечением 40*40 или 50*50 мм для обрешетки.
  4. Работать с сухим деревом, обработанным защитным раствором.

Схема расположения деталей вальмовой стропильной системы Источник winterhouse.ru Когда шпренгель добавлен на значительном расстоянии от угла, организуется дополнительная ферма.

Устройство шпренгельной фермы Источник roof-tops.ru

Монтаж вальмовой кровли по безраспорной системе

Шаг 1. Первым делом нужно приобрести весь необходимый материал, привезти его на место строительства, подготовить стропила к дальнейшей работе

Здесь важно сделать заготовки такими, чтобы были соблюдены все размеры и срезы. Также именно на этом этапе можно заняться и сращиванием стропил

В данном случае будут использоваться шестиметровые стропила сечением 15х15.

Вначале подготавливаются все необходимые материалы

Макет из двух стропил

Шаг 2. Далее можно заняться изготовлением и монтажом мауэрлата. Сначала требуется по периметру стен дома создать опалубку и проложить в ней армирующие прутья. Размер бетонного пояса в этом случае должен получиться 20х20 см. Здесь сразу же устанавливаются мощные металлические болты для установки и фиксации самого мауэрлата.

Сооружение опалубки

Шаг 3. После изготовления опалубки ее нужно залить бетонной смесью и дать застыть. В это время брус для мауэрлата сечением 10х20 нужно обработать защитными составами.

Застывание бетонной смеси

Цены на цемент и основы смесей

Цемент и основы смесей

Шаг 4. Перед дальнейшими работами опалубку нужно удалить, а бетонный пояс – закрыть гидроизоляцией.

Укладка гидроизоляции

Шаг 5. В мауэрлатном брусе требуется просверлить отверстия, которые будут совпадать с торчащими из бетонного пояса болтами. Далее брус нужно надеть на шпильки и установить его по периметру стен.

В мауэрлатном брусе сверлятся отверстия

Установка бруса по периметру

Шаг 6. Излишки шпилек-болтов нужно срезать и закрутить их гайками, закрепив таким образом мауэрлат дополнительно.

Закручены гайки

Шаг 7. Теперь можно приступать к установке стропил по безраспорной системе. Это значит, что на стропилине будет делаться запил, который позволит ей не скользить по мауэрлату. Тогда нагрузка будет идти на стену дома. Но сначала требуется установить подконьковый брус посередине крыши. Он будет играть роль сродни мауэрлату. Фиксируется брус на стойках такого же сечения, как и он сам – 15х10. Все соединения производятся при помощи металлических уголков. Под брус, лежащий на перекрытиях, нужно постелить полосу гидроизоляции.

Сначала требуется установить подконьковый брус посередине крыши

Все соединения производятся при помощи металлических уголков

Под брус, лежащий на перекрытиях, нужно постелить полосу гидроизоляции

Шаг 8. Далее требуется установить диагональные стропила. Они получились сращенные из двух брусьев 15х5 см.

Установка диагональных стропил

Еще одно фото процесса

Шаг 9. Теперь необходимо переходить к установке остальных рядовых стропил

Важно помнить, что они держатся на мауэрлате за счет выпилов в области касания стропилины и мауэрлата, а также конька. Все соединения забиваются на три гвоздя, можно использовать уголки

Шаг между стропилами здесь – 60 см.

Монтаж остальных рядовых стропил

Создается выпил в области касания стропилины и мауэрлата

Шаг 10. По мере перехода на диагональные стропила длину обычных стропил нужно корректировать – получатся нарожники, и крепить их уже не к коньковому брусу, а к диагональным стропилам.

Нарожники нужно прибивать к диагональным стропилам

Результат проделанной работы

Шаг 11. По оставшимся двум скатам тоже нужно установить стропила-нарожники по тому же принципу, что описан выше. Излишки длины стропилин нужно подрезать в соответствии с выбранной длиной свеса кровли.

По оставшимся двум скатам тоже нужно установить стропила-нарожники

Готовая стропильная система

Цены на строительные леса

Строительные леса

Шаг 12. Установка стропильной системы вальмовой кровли завершена. Далее можно монтировать защитные мембраны, утеплитель, обрешетку и непосредственно кровельный материал.

Теперь можно монтировать защитные мембраны

Видео – Стропильная система вальмовой крыши

Как видно из этой статьи, создание стропильной системы крыши вальмового типа – задача действительно не самая легкая. Но при желании и с ней можно разобраться самостоятельно. Однако просить совета и помощи у опытных мастеров все же стоит хотя бы на этапе проектирования кровли, чтобы избежать допущения фатальных ошибок.

Это интересно: Утепление крыши изнутри своими руками, виды утеплителей и технология — читаем по пунктам