Как построить вальмовую крышу своими руками

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Виды и особенности

Существует несколько видов вальмовых кровельных систем:

1. Четырехскатная вальмовая крыша – это кровля, которая состоит из вальм, не доходящих до низа, а лишь закрывающих скаты и прикрывающих верхнюю часть фронтона.
2. Шатровая крыша, которая имеет четыре одинаковых по размеру и конструкции ската. Вальмы в такой конструкции расходятся во все стороны под одинаковым углом. Такая кровля используется при оборудовании зданий квадратной формы.
3. Ломаная крыша представляет собой скаты разных размеров, которые объединяются друг с другом под разными углами. Конструкция достаточно сложная, поэтому требует грамотного проектирования.

Особенности и устройство

Вальмовые типы крыш отличаются от простых двускатных вариантов тем, что не оснащаются вертикальными перегородками фронтонов. Вместо них, в конструкции присутствуют треугольные скаты, находящиеся в торцах. Подобные элементы зрительно делают крышу более компактной и аккуратной. Однако экономической выгоды от этого эффекта практически нет. Раскраивая листовые материалы для вальмового ската, расходы только приумножатся. Так, монтаж профилированного листа или металлической черепицы заставит домовладельцев ощутимо раскошелиться на приобретение материалов с большим запасом.

Такие разновидности крыш разделяются по незамысловатым геометрическим формам. В самом нехитром решении без сопряжения ендов у такой конструкции будет две пары симметрично расположенных скатов в виде треугольников и трапеции. Подобная основа позволит сформировать качественную крышу с четырьмя скатами. В крыше с четырьмя скатами два ската проходят по длинной стороне постройки. Они являются трапециевидными.

Верхняя сторона выступает в качестве конька, а боковые составляющие расходятся от него по углам дома. С двух сторон на фронтонах скаты в подобном сооружении отличаются правильным строением по типу равнобедренного треугольника, упирающегося верхушкой в конек.

В анфас эта конструкция очень похожа на простую треугольную крышу с двумя скатами. В профиль же такое возведение приобретает трапециевидную конструкцию. При этом вариация самой трапеции главным образом зависит от задумки дизайнера или хозяев. Она определяется исходя из соотношения длины свеса карниза к параметру длины конькового элемента. Вальмы, пришедшие на замену фронтонов, всегда фиксируются под маленьким углом к горизонту.

Именно в их строении и кроется главная особенность вальмовой крыши и ее основания на стропилах, поскольку традиционным скатным способом соорудить ее не удастся, ведь коньковый прогон до конца не закрывает скат.

Из-за этого вальмовые ноги и треугольные детали не имеют опоры, необходимой верхним элементам. Опорой для данных деталей выступают накосные ноги, что соединяют конек и угловые составляющие конструкции. Главной особенностью подобных сооружений является их жесткость. Эта характеристика достигается благодаря боковым ребрам, которые соединяются друг с другом возле опорной балки конька. Стоит учитывать, что в подобном сооружении допустимо сформировать более выдающиеся свесы. С их применением стены дома будут защищены гораздо лучше и надежнее.

Если решено соорудить своими руками подобную конструкцию, то следует принять во внимание такие отличительные черты этих видов крыш, как:

• для составления их стропильных конструкций трудно провести требуемые расчеты, как и произвести работы по монтажу;
• подобные проекты стоят дорого;
• чердачное помещение с крышей вальмового типа станет гораздо меньше;
• с такой конструкцией не получится оборудовать мансарду;
• в пироге кровли придется соорудить окна, чтобы впустить естественное освещение.

Виды стропил

Стропильная система вальмовой крыши состоит из нескольких основных деталей.

• Основные стропила. Подобные составляющие размещают с расчетом опоры на мауэрлат и краевой детали конькового бруска. Центральных стропил в таком возведении должно быть 4 штуки (по 2 ската по бокам).
• Центральные стропила. Данные элементы располагают исключительно по оси конька. Они разделяют треугольный вальмовый скат четко пополам. Этих деталей должно быть 2 штуки.
• Угловые и диагональные стропилины, которые еще называют накосными ногами. Данные элементы делают упор на угловой участок мауэрлата и конец конькового прогона. Эти составляющие являются самыми длинными, если ставить их в сравнении с остальными ногами.

• Промежуточные стропила. Эти стропила следует устанавливать на скаты по бокам между основными стропилами. Эти элементы имеют те же габариты и тоже в своей опоре мауэрлат и прогон конька. Число подобных составляющих зависит от подобранного шага монтажа. Если конек является маленьким, то такие детали могут, вообще, не присутствовать.
• Короткие стропила. Их нужно устанавливать на трапециевидных скатах по бокам между основным стропилом и угловым элементом крыши. Укороченные стропила тоже имеют в опоре мауэрлат, а также диагональные ноги. Их число зависит от шага установки. Стоит учитывать, что длина деталей может меняться – становиться меньше, приближаясь к углу конструкции.
• Укороченные стропила вальмового ската, которые иначе называются нарожники. Их размещение, число и габариты схожи с боковыми укороченными элементами.

В целом все стропильные основания подразделяются на несколько видов.

• Висячие. При такой основе стропильные составляющие оснащаются опорными стойками в двух точках: в верхней половине на коньковый прогон и в нижней – на мауэрлат. Подобная основа берет на себя нагрузки на прогибание, а также сжатие и распирание.
• Наслонные. При наслонной конструкции стропилины опираются не на две, а на три точки: сверху – на конек, в середине – на стойку, снизу – на мауэрлат. Стойки ставят на несущие перекрытия, находящиеся внутри. Что касается вертикальных опорных элементов, то они в конструкции призваны уменьшать прогиб ног стропил, а также ликвидируют распирание.
• Комбинированные. Такие системы состоят из наслонных и висячих деталей, чередующихся между собой.

Виды вальмовых крыш

Существует несколько основных видов вальмовых крыш. Каждый из них обладает своими конструктивными и технологическими особенностями, которые необходимо учитывать при выполнении чертежа кровли.

Классическая вальмовая кровля

Стандартный и наиболее часто встречающийся вариант вальмовой кровли представляет собой четыре ската. Два из них имеют форму трапеции, а оставшиеся – треугольника. Именно они называются вальмами, давшими наименование всей конструкции. Как уже отмечалось выше, основными достоинствами рассматриваемого типа кровли является надежность, долговечность, а также изысканный и выглядящий дорогим вид здания.

Главными недостатками считается достаточно высокая стоимость, которая обусловлена сложностью конструкции и технологией возведения вальмовой крыши. Составление схемы стропильной системы вальмовой крыши представляет основную трудность при проектировании все кровли.

Полувальмовая кровля

Конструкция полувальмовой кровли незначительно отличается от классической – ее вальмы несколько усечены, что придает очертаниям кровли и всего здания оригинальность. Но с точки зрения конструкции, выполнения проектирования, чертежей и расчетов – это самый сложный вариант, что в полной мере относится и стропильной системе полувальмовой крыши.

Шатровая кровля

Шатровая крыша встречается достаточно часто, являясь популярным вариантов при строительстве зданий, имеющих квадратную планировку. Ее особенность заключается в том, что все четыре ската имеют форму треугольника и сходятся в одной, самой верхней точке пирамиды. Нередко выполняется вариант не с четырьмя, а с большим количеством сооружаемых вальм. Стропильная система шатровой крыши считается одной из менее сложных среди разновидностей вальмовых кровель.

Ломаная кровля

Различные виды ломаных крыш получили также широкое распространение, благодаря своему привлекательному и изысканному внешнему виду. Особенностью конструкции данного типа кровель является то, что скаты различаются по размерам и форме. При этом при грамотном проектировании могут создаваться причудливые и замысловатые архитектурные решения, который выделят здания из числа типовых и стандартных.

Главным недостатком конструкции является ее сложность как конструктивная, так и технологическая, что, как уже отмечалось, характерно для большинства вальмовых крыш.

Расчет

Для расчета площади покрытия используется следующий метод:

• площадь рассчитывают с учетом окон кровли и трубы дымохода;
• вычисляют, какой длины скат от нижней части карниза до его края;
• рассчитывают элементы, которые к покрытию кровли не относятся: парапеты, стены брандмауэра, свесы;
• в расчет не берут выступающий части брусков, примыкания полотен, если используется рулонная кровля, стоячие фальцы.

Рассчитать площадь вальмовой крыши непросто.

Следует иметь опыт и обладать некоторыми математическими знаниями.

Поэтому большинство застройщиков пользуются специальными программами для расчета или онлайн-калькуляторами.

При выполнении расчета следует крышу условно разделить на некоторое количество частей и провести расчет отдельно для каждой части.

Затем просто суммируются все полученные результаты, чтобы получить в итоге искомую площадь.

Расчет площади вальмовой крыши необходим не только для обеспечения прочности стропильной системы, но и позволяет понять, в какую сумму владельцу дома обойдется такое строительство.

При выполнении расчетов обязательно следует учесть все технические параметры планируемого материала для устройства кровли.

Ведь от этого зависит вес кровельного пирога.

Например, стропильная система под гибкую черепицу или под черепицу керамическую будут иметь разные параметры.

Ведь вес этих материалов разный.

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.