Способы крепления стропил вальмовой крыши
На иллюстрации ниже представлено несколько современных способов крепления стропильных балок к мауэрлату.
При этом используются способы с запилом балки по месту (или предварительно, с вспомогательными опорными элементами и накладками-кобылками для удлинения стропил и увеличения свеса по мере необходимости.
Укороченные стропильные балки к диагональным крепятся немного иначе, поскольку нагрузка на них снижена и обычный способ монтажа не подходит.
Крепления балок в коньковой части также имеют отличия. Выбор конкретного способа зависит от навыков работы строителей, имеющихся крепежных материалов и планируемого типа гидроизоляции.
Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев особенно ответственна, поскольку этот узел обеспечивает жесткость всей конструкции.
Виды кровельных покрытий
Для такой крыши подходят различные типы черепичных покрытий и шифера. При выборе учитывают бюджет, назначение чердачного помещения и желаемый внешний вид постройки.
Черепица
Для конструкции подойдут разные типы черепицы, имеющие основу из керамики, металла или цемента. Для обустройства мягкой кровли используется битумный материал.
Шифер
В этом случае также подходит широкий спектр разновидностей. Но профнастил из металла будет не лучшим решением, если под конструкцией планируется оборудовать жилое помещение. Хорошо подойдет мягкий еврошифер, пропитанный битумом. Этот материал сохраняет тепло и легок в монтаже.
Нахождение угла наклона с учетом всех нагрузок
Что представляет собой вальмовая крыша
Самая незамысловатая вальмовая крыша выполнена в виде каркаса с четырьмя скатами: двумя треугольными торцевыми, называемыми вальмами, и двумя фронтальными трапециевидными плоскостями. Все скаты укладываются от конькового элемента до карниза, при этом большей площадью и длиной ската обладает фронтальная поверхность.
Помимо стандартного исполнения, существуют полувальмовые кровли, применяемые, как правило, для создания дизайна в голландском стиле. Этот вариант предусматривает монтаж карнизов фронтальных скатов существенно ниже торцевых. Такую крышу целесообразно возводить при обустройстве мансардного помещения в качестве жилой площади.
Все четыре ската вальмовой крыши сходятся на коньковом брусе, который имеет меньшие размеры, чем на двухскатных кровлях
Монтаж вальмовой крыши осуществляется на основе сборки узлов и элементов, которые присутствуют и в конструкциях более сложных кровель.
Основной каркас конструкции собирается из следующих элементов:
- Для изготовления боковых стропил и промежуточных систем заготавливаются доски сечением 50×150 мм. При устройстве конструкции следует помнить, что крайние стропила должны иметь в вершине меньший угол, чем промежуточные.
- Установку коротких стропильных ног выполняют к угловому стропилу, а не к коньку, при этом их угол наклона должен быть таким же, как и у промежуточных деталей.
- Для коньковых элементов подбирают материал того же сечения, что и для стропил.
В каркасе вальмовой крыши принято выделять центральные и промежуточные стропила. Центральными называются элементы, стыковка которых выполняется на углах конькового бруса с трёх сторон. Промежуточные стропила находятся между центральными и соединяют конёк с мауэрлатом, образуя карниз.
Центральные стропила сходятся на коньковом элементе с трёх сторон
Дополнительными, но не менее важными при строительстве вальмовой крыши являются следующие факторы:
- Для поддержки конька в местах соединений двух стропильных деталей и коньковой балки обычно ставится стойка. Если под кровлей будут устраиваться жилые помещения, то стойки можно заменить подпорками, а в некоторых случаях вообще убрать.
- Для упрочнения конструкции стропил применяется затяжка, которая, как правило, одновременно является балкой перекрытия.
- Верхняя часть стен и промежуток подкровельного пространства надёжно защищается от попадания осадков благодаря увеличенному свесу за счёт монтажа к ногам стропил «кобылок».
- С ветреной стороны постройки к стропилам крепится ветровая балка, при необходимости её монтаж допускается на обоих скатах трапециевидной формы.
- Вальмовая кровля — единственная конструкция, которая оборудуется нарожником или короткой стропильной ногой, установленной к угловому стропилу.
- Мауэрлат, будучи необходимой деталью любой стропильной системы, в вальмовой кровле сооружается в виде бруска и крепится по периметру всего здания.
- Чтобы снять нагрузку, оказываемую на стены, и придать системе большую жёсткость, между двумя соседними элементами мауэрлата укрепляется диагональная перемычка — шпрендель.
- Угол наклона подкосов выбирается в зависимости от того, будет ли мансардное пространство оборудовано под жилплощадь.
- Диагональные стропила вместе с ребром могут монтироваться как с одного торца кровли, так и с двух её сторон, при этом выбор зависит от возводимой конструкции.
- Прогон — промежуток между точками крепления стропил к коньку, величина которого определяется от вида материала и того, какая нагрузка воздействует от снежных масс на дом в регионе строительства.
Монтаж стропил
Особенности стропильной системы
В процессе устройства вальмовой кровли особое внимание обращают на стропильную систему. Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши намного сложнее и дороже, чем сооружение двухскатной кровли
Эта конструкция требует установки специальных стропил, которые ориентированы к углам стенок. Такие стропильные «ноги» называются накосными диагональными.
Диагональные стропила намного длиннее традиционных изделий. На них, исходя из проекта, опираются стропила скатов, которые называют «нарожниками». Такая конструкция предполагает, что диагональные стропила несут нагрузку в полтора раза большую, чем приходится на стандартные стропила.
Именно поэтому одним из важных элементов успеха устройства вальмовой крыши является выбор высококачественной древесины для стропил. Так как длина накосных стропил значительно превышает длину стандартных досок, то такие изделия изготавливаются методом спаривания.
Спаривание диагональных стропильных ног четырехскатной крыши позволяет решить сразу несколько задач:
- получение длинных неразрезных балок;
- наличие удвоенного сечения обеспечивает стропильной системе высокую прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки;
- сдваивание стропильных ног дает возможность унифицировать типоразмеры применяемых деталей.
Недостатки вальмовой кровли
Несмотря на ряд преимуществ конструкции вальмовых крыш многие архитекторы и проектировщики не выбирают ее для устройства кровли. Это объясняется тем, что крыша с четырьмя скатами монтируется сложнее двускатной, а значит и стоить будет дороже.
Кроме того, скаты с четырех сторон «съедают» чердачную площадь с коротких торцов. Если на чердаке планируется устройство мансарды, то такой крыше приоритет не отдается. Мансардные окна, используемые для освещения помещения под вальмой, обязательно нужно закрывать во время дождя, иначе на полу образуется лужа.
С вертикальными окнами, размещающимися в стенах фронтона в двухскатной крыше, такая проблема не появляется. Эти недостатки не являются глобальными, но при описании преимуществ вальмовой крыши и о минусах нельзя не упомянуть.
Инструкция для онлайн калькулятора расчета стропил
Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового
Расчет кровли: как избежать ошибок
В расчетах можно пойти одним из следующих путей:
- Расчет кровли провести вручную. При наличии базовых знаний по геометрии, сделать предварительные расчеты можно и вручную. Для этого достаточно запастись бумагой, карандашом, обычным калькулятором, и вспомнить, что любая крыша — это набор простейших фигур (прямоугольников и треугольников), расчет площади которых описывается простейшими формулами из школьного курса. Способ плохо работает, если расчеты усложняются. На них уходит много времени и возрастает риск ошибки.
- Расчет кровли провести в онлайн сервисе. При этом стоит учитывать, что значения всегда получаются усредненные; возможно, для запланированного вами дома потребуется индивидуальное решение.
- Расчет кровли калькулятором проконтролировать вручную. Кровельные онлайн калькуляторы являются удобным способом смоделировать конструкцию крыши и узнать требуемое количество стройматериалов. Расчет простых конструкций проверить достаточно легко, но если у вас нет профильного образования, путаница с коэффициентами и процентами неизбежна. Отличающиеся результаты станут причиной продолжительных перепроверок и поиска ошибок, а также недоверия к способностям калькулятора (или своим).
Проверка результатов расчета потребует времени и внимательностиИсточник transsib6.ru
Профессиональный расчет кровли. Для предварительных расчетов с целью определиться с материалами и конструкцией крыши этот способ явно не подойдет. Но при заказе дома под ключ, строительная компания подготовит полноценный проект, в котором будут указаны все выкладки по расчетам и смета. Кроме того, как раз предварительные расчеты специалисты могут вам сделать еще на этапе обсуждения проекта.
Стропильная система вальмовой крыши: составляющие элементы
Каркас вальмовой крыши состоит из следующих элементов:
- прогон;
- опорная доска;
- мауэрлат;
- обрешетка;
- затяжки;
- подкосы;
- нарожники;
- стропила рядовые;
- стропила диагональные;
- стропила накосные.
Стропильная система полувальмовой крыши состоит из тех же элементов конструкции.
Таким образом, детали крыши образуют стропильную ферму, в основании которой — несколько треугольников. А, как известно, треугольник – самая жесткая геометрическая фигура. Следовательно, и ферма будет иметь высокие показатели жесткости. Основными несущими элементами конструкции являются стропильные ноги. Их установка производится в соответствии с выбранным углом наклона ската кровли.
Мауэрлат необходим для равномерного распределения массы всей стропильной системы крыши, всех ее элементов, на стены здания. Стропильные ноги нижними торцами опираются на наружные стены здания. Верхние торцы стропильных ног опираются на подконьковый брус, либо на промежуточные прогоны
Промежуточные прогоны и подконьковый брус имеют свое немаловажное предназначение. Они передают нагрузку на несущие стены, при помощи системы стоек
В зависимости от типа кровельного материала, выбранного сечения, стропильные ноги располагают на расстоянии до 2м друг от друга. Благодаря стропилам, крыша способна выдерживать любые влияния: вес кровельного покрытия, давление от осадков, нагрузку, создаваемую ветром.
Различают стропила двух видов:
Висячие опираются на две опоры, без промежуточной поддержки. Например, на стены сооружения. Вальмовая стропильная система такой конструкции работает на сжатие и изгиб. Так же конструкция создает распирающее горизонтальное усилие, которое передают стенам. Подобное усилие можно снизить посредством металлической или деревянной затяжки, соединяющей стропильные ноги. Затяжку можно расположить в основании стропил. В данном случае, она будет нести функцию балки перекрытия. Это наиболее популярный вариант при возведении мансардной или чердачной крыши. Так же затяжку можно расположить выше. В таком случае, никаких функций она не будет иметь, кроме закрепляющих.
Наслонные стропила
Наслонные стропила, как правило, устанавливаются в тех домах, где имеются столбчатые опоры либо средняя несущая стена. Торцы наслонных стропил опираются на наружные стены здания. Соответственно, средняя часть стропильной системы опирается либо на несущую внутреннюю стену, либо на опоры. Элементы данной стропильной системы функционируют аналогично балкам – на изгиб. При соответствующей периметру здания — ширине стропильной системы, крыша выйдет более легкой, потребуется гораздо меньше затрат на пиломатериалы. Соответственная, такая система более выгодна с точки зрения экономических затрат.
В процессе монтажа стропильной конструкции, наслонные и висячие фермы вполне можно чередовать. Так, например, в местах, где отсутствуют промежуточные опоры, используется вариант висячих стропил. В тех местах, где промежуточные опоры в наличии, используют наслонный вариант. Наслонные стропила монтируют в том случае, если расстояние между опорами не более 6 метров. Если имеется в наличии дополнительная опора, то ширину перекрытия можно увеличить наслонными стропилами до 12 метров. Если имеются еще две дополнительные опоры – то до 15 метров.
Для того, что бы соединение было более прочным и надежным, его можно закрепить дополнительными саморезами или болтами, нагелем и скобой. Что бы соединить между собой составные части затяжек, используют зуб, болты и накладки из прочного металла.
Помните, что согласно требованиям СНиП, возведение стропильной системы должно происходить в соответствии с техническими правилами безопасности.
Очень часто конструкция стропильной системы вальмовой крыши состоит из конструктивных элементов, таких как шпренгель, который необходим для усиления прочности накосных стропил. Как правило, элементы стропильной системы выпускаются из дерева, а точнее из хвойных пород. Предварительно их высушивают до такого состояния, пока влажность будет составлять около 15%.
В случае, когда предполагается устанавливать стропильные ноги с большими пролетами, это не только увеличивает их длину, но и придает еще большую прочность. Так же, для того, что бы конструкции стали более защищенными от воздействия окружающей среды, их необходимо покрывать защитными растворами. Такая операция может показаться затратной, однако обработка поспособствует увеличению срока службы стропильной системы.
Расчет стропил
Для компоновки надежной крыши необходимо создавать обрешетку. Бюджет вырастает, но растут также гарантии, что крыша не будет повреждена во время сильных ветров
Для вальмовой крыши при расчете стропил принимается во внимание размеры потерь материала – до 32% (если делаются трапециевидные и треугольные скаты)
Некоторые используют битум или черепицу, тогда потери заметно снижаются.
Традиционный алгоритм подсчета
Просчитывается общая площадь. Для этого требуется понять размеры одного листа, после этого полученные значения поделить. Считается полностью вся площадь, то есть вычитывают из общей площади пространство, которое тратится в нахлесты и стыки. Стандартное значение 16-17 см.
Шифер и металлочерепица
Шифер: применяют семь листов (площадь 1,3355м2). При использовании восьми элементов площадь полезная возрастет до 1,566 м2.
Полученный показатель полезной площади разделяется на коэффициент рабочей площади. Если она равна 26,75м2, то требуется всего два десятка листов.
Расчет металлочерепицы
При подсчёте необходимого материала учитывается, что с уменьшением площади, число стыков неизбежно возрастает. Расчет полезной площади делается с помощью коэффициента 1,11. Полученный показатель делится на площадь одного элемента, добавляются параметры нахлестов. При конфигурации нетрадиционной перерасход материала может быть довольно значительным (до 65%)
Шаг стропил
Промежуток между стропилами носит название «шага». Обычно размер его не превышает 1,1 метра, минимальное значение 0,62 м. Следует выбирать изначально шаг стропильной конструкции.
В завершении необходимо привести еще некоторые детали: разделение суммарной длины ската на указанный показатель (см. последний пункт). Таким образом, найдено будет нужное расстояние, на которое следует ориентироваться во время монтажа стропил.
Пример:
- Длина ската 12 метров, величина шага 0,8 метр.
- 12 / 0,8 = 15.
- Необходимо делать округление нецелых значений.
- 15 + 1 = 16 – добавляется единица, чтобы более точно установить число «ног».
- 12 / 16 = 0,75 м. Подобный показатель будет оптимальным для определения шага стропил.
Накосные стропила для вальмовой крыши режутся по одной высоте, такая технология усиливает конструкцию, возрастает показатель прочности. Расчет наклона вальмовой крыши берется в рамках 6 – 62 градуса. Есть прямо пропорциональная корреляция между материалом и силой ветра в данной локации, величины снежного покрова. Когда известны параметры стропильной конструкции, рассчитать прочность не составляет особого труда. Достаточно правильно собрать всю информацию и использовать нужные формулы
Преимущество вальмой кровли заключается в том, что подъемная сила небольшая, так как скаты находятся под наклоном, фронтоны отсутствуют.
Терминалогия довольно сложная. Поэтому для простоты посмотрите так же данное видео:
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!
Расчет стропил 25.01.2016
25.01.2016 Александр Уважаемый Доктор Лом! Прошу Вашего совета, помочь в конструировании стропильной системы дома. Сейчас немного расскажу о проекте, а потом выложу все картинки по делу. Значит так, строю сам, читаю сам, учусь сам, в общем все сам, так как, увы, не богат.
На данный момент осенью возвел коробку кирпичного дома в два этажа, размеры 12 м на 8,2 м. Толщина стена изнутри: кирпич 250, 10 см пенопласт и облицовка в полкирпича 120. Перекрытия деревянные. Стропильную систему увидите на картинках. Руководствовался форумами, книжкой Савельев А. А. “Конструкции крыш. Стропильные системы” вашим сайтом, конечно), ну и личным опытом, который еще только набираю. Это будет холодный чердак, с хозяйственным помещением посередине, крыша без утепления, материал кровли – металлочерепица. Шпильки для мауэрлата конечно же не заложили, потому как планировалась крыша в другом направлении, ну и просто забыли, поэтому буду ложить брус 150х100 широкой стороной по горизонтали и крепить его двураспорными анкерами к стене.Стропила наслонные, опираю на мауэрлат с использованием опорного бруска, как на картинке, к стропилам прибиваем кобылки. Выпуск 400 – 500мм. Нарисовал подкосы, схватки, затяжки, единственное, мне кажется, не хватает, как бы выразиться, “фронтальных подкосов”, то есть чтобы крыша не упала вперед.(см вопрос №3)
Виды конструкции вальмовой крыши
Итак, давайте разберемся, каких типов и подтипов сегодня строят вальмовые крыши:
- Вальмовая. Это традиционная четырехскатная крыша с треугольными скатами со всех торцевых сторон.
- Крыша, у которой вальма не доходит до карниза, называется полувальмовой.
- Шатровой называют вальмовую крышу, у которой одинаковые треугольники соединены вместе одной верхней точкой. К слово, когда-то на Руси поголовно строили именно такие крыши.
- Крестообразная вальмовая крыша – более редкий вид ввиду дороговизной исполнения и высокой трудоемкостью работ. Обычно ее строят на домах со сложной планировкой или отдельно только над входными дверьми.
Разобраться подробнее вам поможет наша схема:
Как мы уже говорили, если вальма не доходит до карниза, кровля называется полувальмовой. Как раз в этих местах ставят слуховые окна, чем полностью решается проблема необходимости в наклонных мансардных окнах. Но по сложности и по стоимости сооружения полувальмовая крыша выше других.
Самый простой пример вальмовой крыши (вполне эстетичный, заметим), это крыша треугольной формы. Все скаты здесь имеют одинаковый размер, и все углы равнозначны. Если вам подходит такая высота и конструкция, тогда отдайте предпочтение именно этому варианту – вы избежите множества подводных камней и нюансов!
Единственный момент: вальмовая крыша в ее классическом варианте плоха тем, что у нее нет вертикальных плоскостей и мансардные или чердачные окна приходится располагать на наклонных стенах. В итоге такие элементы становятся самыми незащищенными в плане протечек во время дождя.
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.
Коньковый прогон
Прогон – брус, на котором или поверх которого происходит монтаж стропильных пар. Сечение конькового прогона выбирают в соответствии с сечением стропил, то есть оно должно совпадать.
Затяжки. Перемычки из досок, которые стягивают стропила из каждой пары между собой. Четырехскатная крыша оснащается верхней или нижней затяжкой. Если затяжка размещена высоко, она называется ригель, а если низко – балка перекрытия. Опытные кровельные мастера следуют одному правилу: чем ближе затяжка к коньку, тем толще она должна быть.
Стойки. Брус, который устанавливают вертикально на балки перекрытия для поддержки стропильной ноги или конька дома. Четырехскатная мансардная кровля подразумевает монтаж стоек в серединной части стопил, смещенных от цента помещения.
Подстропильные ноги. Диагонально закрепляемые бруски, которые предотвращают провисание стропил под собственным весом.
Шпренгельные фермы. Элементы, обеспечивающие поддержку диагональных стропил. Ферму сооружают, соединяя две доски. Одна из досок стягивает мауэрлат двух смежных сторон, а вторая подпирает стропило.
Безраспорные наслонные стропила
Строители применяют несколько вариантов фиксации наслонных стропил:
- врубка в мауэрлат с запилом либо крепление в опорный брус, горизонтальная скошенная врубка в коньке;
- ползун в нижней части, болтовое соединение в коньке с упором в прогон;
- нижний ползун в сочетании с жестким креплением верхней части.
Рисунок 1. Схема наслонных стропил.
Во всех указанных схемах расчет висячих стропил учитывает минимальный прогиб стропильной ноги, максимальный изгиб в опоре конька. Наслонные стропила являются самыми надежными. Даже если не производится расчет висячих стропил, запас прочности обеспечивается самой конструкцией.
Во всех вариантах один шарнир обеспечивает поворот стропильных ног, второй – поворот ферм с возможностью проскальзывания в опоре. Промышленность выпускает специальные узлы ползунов, облегчающие монтаж на высоте. Для расчета используют идеальную схему – на крышу приходится одинаковая снеговая, ветровая нагрузка (рис. 1).
На практике снег задерживается неравномерно на плоскостях скатов. Однако статическая устойчивость системы двускатной кровли будет сохраняться в каждом указанном случае, если выполнено основное условие – жесткая фиксация в коньке к прогону. Отсутствие смещения горизонтали в коньковом прогоне обеспечивается несколькими способами:
- обе стороны бруса крепятся к фронтонам вальмовой крыши;
- изготавливаются накосные стропила на крышу.
Схема расчета стропил.
Щипцовую крышу опереть на фронтоны не получится, поэтому возможно смещение в сторону ската с меньшей нагрузкой. Поэтому применяется горизонтальная схватка, выполняющая аварийную функцию – она не даст завалиться кровле при максимальном смещении конькового прогона. Этот элемент монтируют на высоте 1,7-2 м, соблюдая два условия:
- как можно ниже к мауэрлату;
- отсутствие препятствий при хождении по чердаку.
Перед тем как рассчитать стропила, необходимо определиться с наличием в системе конькового прогона. Этим элементом достигается отсутствие горизонтального смещения верхнего сопряжения скатов кровли. Поэтому если стойки для прогона мешают эксплуатации (вариант мансардного помещения), то необходим расчет стропил на статическую устойчивость.
Виды стропильных систем, преимущества и недостатки шатровой крыши
Таблица. Основные виды шатровой стропильной системы.
| Тип шатровой стропильной системы | Краткие характеристики |
|---|---|
| Висячая | Стропила упираются на балки чердачного перекрытия или специальные элементы, для обеспечения устойчивости необходимо устанавливать дополнительные стяжки и распорки. Используется для домов с большими размерами, а подпорки применять нельзя. Такие крыши значительно уменьшают свободное чердачное пространство. |
| Наслонная | Нагрузка распределяется только между вертикальной опорой и мауэрлатом. Применяется для небольших по площади зданий. |
Применение наслонных и висячих стропильных ног
Преимущества шатровой стропильной системы
Отсутствие фронтонов улучшает внешний вид строения и немного уменьшает его сметную стоимость. Кроме того, нет надобности выполнять дорогостоящие работы по заделке фронтонов, увеличивать нагрузку на фундамент и т. д.
На конкретное положение дома не оказывает влияние роза ветров в регионе. Шатровая стропильная система имеет одинаковую ветровую устойчивость вне зависимости от пространственного положения. Более равномерный прогрев чердачного пространства в любое время суток. Площадь обогреваемых солнцем скатов почти одинаковая. Равномерный отвод талых и дождевых вод со всей площади строения
Это очень важно для домов, расположенных на небольших по площади загородных участках. Преимущества и особенности шатровых крыш
Преимущества и особенности шатровых крыш
К недостаткам следует отнести сложность в изготовлении стропильной системы. Шатровая крыша имеет большое количество различных узлов и элементов, каждый из которых может оказать негативное влияние на показатели устойчивости. Еще один недостаток – сложности в переоборудовании чердачных помещений под жилые, такие варианты стропильных систем крайне редко применяются под мансарды. Иногда к недостаткам причисляют увеличенный расход кровельных материалов, но это зависит не столько от особенностей стропильной системы, сколько от профессионализма кровельщиков.
Мауэрлат
