Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

07.03.2017 779 Просмотров

Когда используются висячие стропила

Необходимость применения висячих стропил бывает обоснованной при совокупности трех главных условий:

  • внутри строения отсутствует продольная несущая стена;
  • пролет перекрытия составляет около 6-10 метров;
  • устройство чердака или мансарды требуется по условиям технического задания.

Так как центральной опоры под коньком нет, стропильные ноги поддерживаются лишь в нижней части внешними несущими стенами. Элементы опираются на мауэрлат, уложенный по периметру дома, или на балки перекрытия. Конек же образуется посредством стыковки стропил, поддерживающих друг друга. Такая конструкция создает сильнейшее распирающее усилие, приходящееся на наружные стены.

Нейтрализовать распор помогают горизонтальные затяжки, выполняемые из деревянных брусьев или металлических профилей. Их можно устанавливать на разных уровнях, но следует учитывать тот факт, что чем выше будут укладываться элементы, тем бо́льшие нагрузки они испытают в процессе эксплуатации.

Для висячих стропил важными факторами являются: качество пиломатериалов и надежность креплений. По возможности, собирать стропильные фермы рекомендуется на строительной площадке с последующим их перемещением посредством подъемной техники. Их геометрия, в этом случае, окажется более правильной, а узлы – качественными. Но технология допускает монтаж стропильной системы и по месту, с использованием временных креплений.

Учитывая сложность и ответственность возведения вальмовой крыши с висячими стропилами, ее проектирование и устройство следует поручить профессионалам. Экономия в этом вопросе не уместна.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши

Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.

Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.

Соединение стропила с балкой без врубки

Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:

Читайте также:  Расчёт опалубки перекрытия /инструкция с фото

-Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.

-Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.

-Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.

Вот как это выглядит на практике:

Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:

В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:

Виды врубки стропильной ноги в балку перекрытия

Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая,  вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.

Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).

А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.

При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:

Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.

В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.

И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.

Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:

Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.

Монтаж стропильной системы

Теперь настал момент, когда крыша своими руками вальмовая будет, наконец, расти на глазах. Все расчеты произведены, осталось осуществить устройство вальмовой кровли.

  • Начинают вальмовую крышу с установки опорных стоек. Они будут служить основой для всего каркаса в целом, и для конька в частности. Опорные стойки устанавливают вертикально, опирая их на смонтированные ранее прогоны из бруса сечением 100х200 мм. Брус стоек крепят к прогонам с помощью уголков и подпирают для надежности раскосами.
  • Затем на опорные стойки крепят коньковую балку, проверяя ее ровность с помощью уровня по высоте и горизонтали.
  • Теперь нужно установить центральные стропила. Их нижний край опирают на мауэрлат, выполнив заранее врезку. Дополнительно фиксируют металлическими уголками. Верхний же край стропил срезают под углом таким образом, чтобы он также врезался в балку по ее верхнему краю. При этом стропилину нужно и срезать косо под углом так, чтобы в итоге она сформировала треугольник с противоположно расположенной стропильной ногой. Для надежности можно скрепить оба противоположных элемента деревянной поперечной рейкой.
Читайте также:  «Чем заполнить перекрытие между этажами в доме?»

Важно: чтобы достичь большей жесткости каркаса, все узлы конструкции нужно дополнительно усиливать с помощью металлических элементов, таких как скобы, уголки и пр.

Монтаж стропильной системы
  • Теперь монтируют диагональные стропила, также опирая их на мауэрлат методом врезки, и фиксируют с помощью металлических крепежей. При этом усилить диагональные стропильные ноги можно с помощью вертикальных по отношению к ногам стоек или угловых подкосов.
  • Следующими по очереди для крыши конверта схема монтажа предполагает установку рядовых стропильных ног. Их монтируют по принципу центральных.
  • И, наконец, ставят короткие ноги каркаса. Здесь необходимо также делать врезку и дополнительно фиксировать подкосами и металлическими элементами.
  • Готовую крышу обшивают обрешеткой и укрывают выбранным кровельным материалом.

Важно: если строительство вальмовой крыши на этапе вычислений и составления чертежа вас пугает, то за этим можно обратиться к специалистам. Поскольку этот этап работ является самым сложным, то профессионал выполнит его с учетом всех особенностей здания. И помните, чертеж — основа всех построенных домов с четырехскатной крышей.

Виды арочных крыш и технология строительства Виды растворов для штукатурки

Монтаж стропильной системы

Монтаж начинать следует с балок для перекрытия, которые крепят на мауэрлат, к ним крепят стропильные ноги. Важно учитывать виды мансардных крыш.

Далее поэтапно выполняют ряд работ:

Монтаж стропильной системы
  • Отметить в центре балок место установки конькового элемента и опор;
  • На равном расстоянии установить стойки из досок, равным по сечению балкам перекрытия. Крепить из следует уголками, предварительно временно закрепив гвоздями для определения точности установки;
  • Первую пару стоек скрепляют затяжками из брусков;
  • На получившуюся конструкцию в П-образной форме крепятся стропила, которые устанавливаются либо на мауэрлат, либо на балку перекрытия с помощью вырубки паза;
  • Установить коньковые стропила, соединив их болтами с шайбами или металлическими накладками;
  • Жесткость конструкции обеспечивают подкосы, которые крепятся к центру бокового стропила и стойке и бабки, которые монтируются в центре затяжки.

Другие фермы выполняются аналогично и закрепляются между собой прогонами. Расстояние между фермами может быть от 60 ми до метра.

Для закрепления узлов мансардной конструкции и придания им прочности необходимо сделать их фиксацию скобами. Далее устанавливается обрешетка.

Монтаж стропильной системы

Монтаж стропильной системы

Схема монтажа

Материал для вальмовой крыши

Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.

Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.

Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.

Опора скользящая для стропил (закрытое скользящее крепление)

Соединение стропил и коньковой части

Это один из самых важных этапов создания надёжной кровли. В современной архитектуре выделяют три типа соединений:

Соединение стропил и коньковой части
  • Встык. Каждый брусок конструкции подрезается под углом. При этом он должен соответствовать углу ската крыши. Лучше всего изготовить базовый шаблон, по которому можно будет подогнать все элементы.
  • Прогон. Стропильные ноги соединяются с брусом конька.
  • Внахлёст. Стропильные ноги соединяются боковыми сторонами. В качестве фиксирующих элементов используются болты.

В большинстве случаев используют именно третий вариант соединения для создания надёжного перекрытия.

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

От этапа установки стропильной системы зависит качество всей крыши, ее надежность и срок эксплуатации. Важно подойти к этому вопросу со знанием дела или привлечь специалистов.

Установка мауэрлата

Для монтажа берут дерево первого сорта с внушительным сечением 100*100 или 100*150. Укладывается брус только в внахлест, никак не в стык. Также должны присутствовать точки соединения со стенами дома в большом количестве. Узлы соединения укрепляют скобами из металла.

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

В постройки из кирпича, пеноблоков и арболита дополнительно сооружается армопояс под мауэрлат. В такой пояс заранее вшиваются шпильки для последующего устилания дерева.

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте о строительстве крыши дома.

Создание прогона

Эта часть в виде балки создается для крепления дополнительных опор под стропильные ноги. Прогон не из главных элементом системы, его внедряют в больших и усложненных проектах вальмовых крыш.

Читайте также:  Классификация пустотных плит перекрытия, особенности применения

Опорные стойки

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

Эти стойки являются подпоркой для конька.

Стойки являются обязательной частью стропильной системы Источник

Создание конька

На этот элемент стропильной системы вальмовой крыши опираются все балки. Он расположен в наивысшей центральной части кровли. Образуется он в результате соединения стропильных пар ног. На данный участок каркаса действует очень большая нагрузка, поэтому, чтобы коньковый брус ее выдержал, используют несколько вариантов соединения древесины: встык, внахлест и врубка «вполдерева.

Методы соединения стропильных балок Источник

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

Монтаж стропильных ног

Стропила можно монтировать в следующем порядке: сначала по диагонали, а потом остальные, или вначале центральные балки, а следом диагональные. На этом этапе монтажных работ стропильные ноги устанавливают на мауэрлат. Способов крепления несколько.

Крепление к мауэрлату тоже можкт быть разным Источник

А также:

Схема крепления стропил к мауэрлату и к коньковому прогону Источник

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

Важно: от монтажа ног к мауэрлату зависит срок эксплуатации и надежность всей стропильной системы. Так, если установить крепления слабо или допустив ошибку, крышу может просто «снести» ветром полностью.

Детали для крепежа

Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».

Детали для крепежа

Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.

Популярным методом закрепления стропильных систем внизу считается соединение с мауэрлатом. Но, несмотря на распространение, чтоб выполнить данную работу качественно, необходимо знать некоторые нюансы. Ведь если что-то пойдет не так, это может отразиться на надежности и сроке эксплуатации всей крыши.

Детали для крепежа
  • Перед тем, как осуществлять крепеж стропила к мауэрлату, снизу стропильных ног необходимо сделать специальные врезки. Устанавливать конструкцию без них не рекомендовано, так как в нагрузке грань бруска будет соскальзывать с гладкого покрытия балки.
  • Что же касается выемок в самом мауэрлате (сделать их или же не стоит), может зависеть от тех материалов, из которых он изготовлен.
  • В случае использования древесины из твердой лиственной породы, опытные мастера советуют сделать надрез в балке мауэрлата – она совокупно с проделанным резом стропильной ноги надежно создаст замок «в упор». А когда вы используете мауэрлат из хвойных пород, прорезь осуществлять нежелательно – она приведет к возможному послаблению для всего обустройства.
  • От методики скрепления стропил с мауэрлатом может зависеть надежность крыши при различных условиях погоды.

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:

  1. Высоту конька. h = b x tgα/2, где b – длина сооружения между стропильными ногами с торцевой стороны, а α – угол расположения скатов.
  2. 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.
  3. 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.