Устройство стропильной системы вальмовой крыши

Сегодня многих российских мастеров интересует конструкция вальмовой крыши, поскольку такое архитектурное решение для загородного дома все больше и больше укореняется на просторах СНГ. Такая крыша представляет собой сложную стропильную систему, имеющую в сборке четыре части, две из которых выполнены в форме трапеции (кровля по длинной стене дома) и две из которых выполнены в форме треугольника (вальмы по торцевым стенам дома). Таким образом, вальмовая кровля требует точных расчетов и соблюдения всех принципов ее монтажа. Поэтому в материале ниже мы рассмотрим устройство вальмовой крыши и освоим основные ее элементы.

Фрагменты стропильной системы для вальмовой конструкции

Чтобы устройство стропильной системы вальмовой крыши стало более понятным и простым, необходимо в первую очередь разобраться в названиях ее составных элементов. А, уже зная их, можно визуально представить себе конструкцию крыши и если есть навыки,  сделать точный чертеж.

Важно: если черчение и расчеты — не сильная ваша сторона, то лучше доверить эту часть работы профессионалам. В дальнейшем же по чертежу уже можно будет собрать вальмовую стропильную систему.

Итак, составными частями вальмового скелета крыши являются:

• Балка коньковая. Располагается в самой верхней части конструкции и опирается на опорные балки. Длину конькового прогона вычисляют методом математических произведений.
• Прогон. Представляет собой брус сечением 150х200 мм, располагающийся точно по центру торцевых стен здания вдоль всей его длины.
• Опорные стойки. Являются поддерживающим элементом для конькового бруса. Их монтируют на прогон в вертикальном положении и укрепляют раскосинами и подпорками.
• Подкос. Представляет собой короткие брусовые элементы, устанавливаемые под углом к вертикальным или диагональным элементам каркаса.
• Стропило центральное. Выполняется из хвойной обрезной доски влажностью 16-20% сечением 150х50 мм. Монтируется в количестве четырех штук методом стыкования с обоими концами конька в его вершине и с мауэрлатом в нижней точке. То есть, каждые два центральных стропила образуют в верхней части конька своеобразную треугольную ферму.
• Стропила диагональные (угловые). Размещаются по диагонали по отношению к коньковому прогону в верхней части и находят на углы дома в области мауэрлата. Выполняются из той же доски, что и центральные ноги.
• Стропило промежуточное. Представляет собой элемент вальмовой крыши, конструкция которой становится теперь понятнее. Располагается перпендикулярно по отношению к коньковой балке и упирается в мауэрлат. Шаг промежуточной ноги должен составлять 60-80 см (но в зависимости от финишного кровельного покрытия). То есть, чем оно будет тяжелее, тем меньшим должен быть шаг стропил.
• Стропило короткое. Имеет вид такой же, как и стропило промежуточное. Но такой фрагмент на порядок короче, поскольку упирается уже не в коньковый прогон, а в угловые стропила. Располагаются такие ноги параллельно промежуточным, а поэтому их длина будет тем меньше, чем ближе к карнизному свесу они будут монтироваться.
• Балка ветровая. Имеет своеобразный вид подкоса, но на порядок длиннее. Устанавливается в качестве подпорок под промежуточные или угловые стропила с той стороны, с которой преимущественно преобладают ветры в регионе. Таким образом, снижает ветровую нагрузку на кровлю.
• Затяжка. Играет роль одновременно затяжки и балки перекрытия. То есть, располагается перпендикулярно по отношению к длинной стене дома с шагом 50-70 см. Делается из доски 200Х50 мм.
• Шпренгель. Деревянный фрагмент, сделанный из бруса сечением 50х50 или 50х100 мм. Предназначен для усиления жесткости мауэрлата и располагается его по углам, формируя треугольники.

Важно: чтобы вся стропильная система вальмовой крыши, схема которой представлена ниже на фото, была более жесткой, ее рекомендуется усиливать металлическими уголками, скобами и другими крепежами.

Выполнение расчетов для вальмового скелета крыши

В первую очередь при проведении расчетов стоит знать, что для вальмовой крыши угол уклона ее скатов должен быть не менее 40 градусов. Но при этом стоит знать, что если регион, в котором идет стройка, ветреный, то угол уклона можно сделать и меньше. Такая крыша будет иметь меньшую парусность, а значит, будет претерпевать меньшие ветровые нагрузки. В то же время для регионов с большим количеством осадков угол уклона вальмовой конструкции лучше увеличить.

Важно: чем выше будет расположение конькового прогона, тем больший расход материала будет на устройство крыши. И наоборот.

При расчетах можно использовать один из двух принципов:

• Либо в первую очередь определить угол уклона скатов и потом вывести высоту конька;
• Либо сразу определить высоту конька и, уже потом определять угол уклона.

Для проведения расчетов используют такие формулы:

• Высота конька — h = (D х tan α ):2, где h — это высота прогона конька, а D — ширина торцевой стены дома.
• Длина конькового прогона — Lконька = L-D, где L— длина конькового бруса, а D — ширина коробки здания.
• Длина стропила центрального — L стр. центр. = h2+d2, где h — высота конструкции, а d — ширина дома. При этом длину промежуточных стропил выявляют по этой же формуле, возведя в квадрат данные высоты и ширины, и сложив их.
• Длина карнизного свеса стропилины — L свеса = k:cos α , где К — расстояние от стены дома до самой крайней точки карнизного свеса.
• Угол уклона между нижней частью ноги и плоскостью перекрытия — Α = 90° — α .
• Стропило короткое первое — L1=(2:3)*L.
• Стропило короткое второе L2 = (1:3)х L.
• Протяженность диагонального стропила — √(L в кв. + d в кв.).

Площадь всех скатов крыши для закупки необходимого количества кровельного материала высчитывают по формулам:

• Для вальмы (треугольного ската) — S=(a х h ):2 где а – основание ската, h — высота треугольного ската.
• Для трапециевидных скатов — S=(a+b)*h:2, где a и b — это основание и верхняя часть трапеции.

Разметка кровельной конструкции

Чтобы грамотно смонтировать вальмовую крышу, стропильная система ее сначала должна быть нанесена на перекрытие пола. Монтировать каркас по разметке будет просто и быстро. А для облегчения работы необходимо сделать специальную линейку из фанерной доски шириной 5 см. На этот измерительный прибор удобно наносить все разметки, что позволит не отклоняться от заданных данных расположения стропильных ног и других элементов конструкции.

Итак, схема вальмовой крыши в разметке выглядит таким образом:

• В первую очередь отмечают место расположения конькового пролета. Для этого выявляют с помощью специального мерила центр торцевых стен здания и между ними прокладывают прямую линию. Затем на ней отмечают длину конькового бруса.

Важно: конек должен располагаться на опорных ногах строго по центру начерченной оси и центру своей ширины. Таким образом, нагрузка на него будет равномерной. Если же сделать хоть малейшее отклонение, кровля будет выполнена со смещением, что может нарушить ее жесткость.

• Теперь намечаем места расположения центральных стропил на мауэрлате. Для этого отступают от края торца конька внутрь 10 см и прокладывают прямую линию к мауэрлату. Таким же образом намечают расположение всех четырех центральных ног.
• Затем от самого края коньковой балки к углу коробки дома наносят диагональную линию. Это будет местом расположения угловых стропильных ног. Соответственно таких линий должно быть четыре.
• Следующим намечают промежуточные стропила вальмовой крыши. Для этого от центра конька к мауэрлату ведут линию. Это будет местом расположения одной ноги. Затем с шагом 50-70 см располагают остальные промежуточные стропила.
• И наконец, короткие ноги будут находиться на таком же расстоянии друг от друга, что и промежуточные, с той лишь разницей, что их один конец будет упираться в угловые стропила, а другой — на мауэрлат.

Совет: сложные крыши в виде вальмы, которые будут находиться в двух уровнях, лучше доверить профессионалам. Они проведут точные расчеты и выдадут вам точный конструктивный результат.