Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа

Стропильная система вальмовой крыши – основы расчета и этапы монтажа

Многие владельцы участков перед строительством задумываются о том, как соорудить жилье, дачу или иной объект не только функциональным, но и эстетически красивым. Вальмовая крыша подходит для создания жилой или нежилой мансарды и придания красоты объекту. В этой статье рассказывается, как сделать систему из стропил, учесть все нюансы при расчетах и произвести монтаж без ошибок.

Стропильная система вальмовой крыши сложная, но когда она готова, то результат того стоит Источник dvamolotka.ru

Стропильная система вальмовой крыши

Для обустройства четырехскатной (вальмовой) крыши требуется иная стропильная система: к стандартной двухскатной системе добавляются особые элементы – стропильные ноги треугольной формы.

Два ската, расположенные в привычных местах называют фасадными, другие два – торцевыми. Та линия, в которой они соединяются (конёк), имеет длину меньше длины дома.

Часть ската, которая выступает за пределы дома, называется свесом. Она удлиняется за счет стропильных ног или кобылков. Свес защищает стены от влаги.

Треугольная стропильная система для вальмовой крыши отличается такой же надежностью и жесткостью, как и у двухскатной крыши. Она выдерживает вес кровельного пирога, из чего бы он ни состоял (покрытие в форме листов, рулонов, модулей).

Особенности чертежей вальмовой крыши

Для того чтобы получить общую высоту конструкции, необходимо сложить высоту стен, мауэрлата, стропильной системы, обрешетки, контробрешетки и кровельного материала.

Обрешетка вальмовой крыши под металлочерепицу

Главным условием правильного формирования четырехскатного несущего каркаса является установка наслонных стропил с шагом, равным половине ширины листа. То есть при поперечном габарите металлочерепичного листа в 110 см шаг выбирается равным 55 см.

Второй нюанс обрешечивания вальмовой крыши под металлочерепицу связан с выбором горизонтального шага. Для кровельного покрытия изготавливают металлочерепичный профиль с шагом 350 и 400 мм, а так как материал крепят саморезами во впадинах, шаг обрешетки четырехскатной крыши под металлочерепицу выбирают точно по характеристикам листа. Мало того, линия крепления должна проходить точно по осевой линии доски обрешетки.

Расчет покрытия кровли

Чтобы определить, какое количество материала нужно закупить, требуются данные о площади скатов, габаритах листов и припусках, оставляемых под перекрытия (к примеру, 8 см с одной стороны и 15 с другой). Так можно выяснить реальные полезные размеры одной единицы. Разделив на ее площадь значение таковой всей кровли, получают число листов. Иногда в систему вводят и контробрешетку (для нее используют брусья со стороной сечения 5 см) и мауэрлат (здесь размер будет 0,15 метра). Утепляющий слой должен быть не тоньше 0,1 м, иначе возникнет точка росы, что укорачивает продолжительность эксплуатации конструкции. Гидроизоляционные листы должны иметь нахлест 0,1 м.

Расчет вальмовых конструкций – угол наклона

Устройство вальмовых стропильных систем начинается с разработки их проекта. Правильный и грамотный проект позволит собрать крышу в короткие сроки. Оптимальный выбор угла наклона скатов определяется в зависимости от климатических условий:

  • В регионе, где преобладает ветреная погода, угол наклона должен быть меньше, это позволит снизить нагрузку от ветра на крышу.
  • При более снежных зимах угол наклона скатов, наоборот, увеличивают, чтобы лед и снег не скапливались на крыше.

Проект вальмовой стропильной системы

При выборе угла наклона стропил, соответственно, проводится и расчет необходимого количества материала. И если для обрешетки практически во всех случаях расчет производится исходя из общей площади кровли, то количество и сечение угловых и коротких стропил рассчитываются отдельно, в зависимости от выбранного типа крыши.

Кроме климатических особенностей региона, при выборе угла наклона учитывается тип кровельного материала:

  • Если используется наборный материал, например, шифер или металочерепица, то чтобы не увеличивать нагрузку на стропила, угол лучше сделать не менее 22°.
  • При использовании рулонных покрытий учитывается количество слоев. Чем их больше, тем меньше можно сделать наклон скатов.
  • Устройство большего угла наклона скатов позволяет использование кровельного материала – профнастила, но в расчет при этом берется высота профиля. Угол наклона при этом может варьироваться в диапазоне от 20 до 45 градусов.

Выбор угла наклона кровли по материалу

Правильный расчет угла наклона крыши начинается с определения торцевой оси здания на верхней обвязке. После этого необходимо отметить середину конькового бруса, в этой точке будет располагаться центральная стропильная нога. Затем необходимо определить место расположения следующего промежуточного стропила, для чего отмеряется расстояние, соответствующее расчету распределения промежуточных стропильных ног. В большинстве случаев оно не превышает 70–90 см.

Длина стропил определяется так, чтобы их нижний конец выступал над наружной стеной на 40–50 см, а верхний упирался в коньковый брус.

Аналогичный расчет проводится на всех четырех сторонах крыши для вычисления расположения промежуточных стропильных ног на коньковом брусе. Пример их правильного расположения показан на фото.

От чего зависит крутизна крыши?

Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:

  • Крутые с уклоном 45-60°;
  • Скатные – 30-45°;
  • Пологие – 10-30°;
  • Плоские с уклоном менее 10°.

Определение данной величины зависит от ряда факторов:

  • Воздействие ветра. Наибольшее давление ветер оказывает на крутые кровли, так как они имеют наибольшую парусность из-за своей большой площади поверхности. При обустройстве подобной конструкции важно особое внимание уделить прочности стропильной системы.

В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.

  • Снеговая нагрузка. В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.

Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.

  • Кровельный материал. Каждый тип кровли имеет свои ограничения по углу наклона скатов. Если планируется использовать какой-то определенный кровельный материал, то важно еще на этапе проектирования соотнести желаемый наклон кровли с его техническими характеристиками.
  • Размер мансарды. Угол крыши прямым образом влияет на размер комнаты под ней. Чем круче крыша и выше конек – тем просторнее мансарда и наоборот. Планируя комнату под кровлей нельзя забывать о рисках, неизбежно связанных с крутой конструкцией, и ее дороговизной по сравнению с возведением более пологих кровель. На помощь в данной ситуации может прийти ломаный тип, который позволяет сохранить максимальный объем для обустройства комнаты, сэкономив на высоте конька.

Что влияет на уклон крыши?

В конструкции жилых домов обычно сооружается скатная кровля, которая в зависимости от наклона может быть таких видов:

  • пологая – от 12 до 30°;
  • традиционная – 30-45°;
  • крутая – от 45 до 60°.
Читайте также  Светлые обои в зал фото

Выбор угла наклона осуществляется в зависимости от природных факторов (ветровых и снеговых факторов) в определенном регионе и разновидности кровельного покрытия.

Ветровая нагрузка

Для регионов с большими ветровыми нагрузками оптимальное значение угла ската кровли находится в диапазоне от 25 до 30°. На другие кровельные конструкции сильные порывы ветра воздействуют следующим образом:

  • Крутые кровли – характеризуются большой площадью скатов, что способствует высокой парусности. Т.е. сильный ветер стремится опрокинуть такие крыши.
  • Чрезмерно пологие – ветровые нагрузки воздействуют преимущественно на нижнюю часть, стремясь приподнять такие конструкции.

Рисунок 1. Воздействие ветра на крутые и пологие кровли

Однако наличия данных только по среднестатистической ветровой нагрузке в конкретной местности недостаточно. При проектировании кровельных конструкций требуется учитывать множество других факторов – преобладающее направление ветра, наличия препятствий для его распространения (здания, естественные или искусственные барьеры и т.д.), высота дома.

Нагрузка снеговая

На угол наклона кровли оказывает влияние среднегодовое количество осадков в зимний период. Чем больше снежный покров зимой, тем круче должна быть кровельная система. В этом случае снег будет беспрепятственно сползать со скатов.

Рисунок 2. Образование снежного покрова на разных участках крыши

На пологих крышах скапливаются снеговые массы, что создает значительные весовые нагрузки на стропильную конструкцию и само покрытие.

Рисунок 3. Снеговые нагрузки для скатов с разным наклоном

Определение площади кровли

Расчет площади вальмовой крыши.

Для того чтобы вычислить площадь крыши, пригодится знание геометрии и результаты, полученные при расчете стропильной системы. Чтобы получить общую площадь, необходимо сложить суммарную площадь двух плоскостей в виде трапеции и двух треугольных.

Площадь вальмов (скатов треугольной формы) высчитывается с помощью простой формулы: S= 0,5 * a * h.

При этом a — это основание фигуры, h — ее высота.

Подсчитать суммарную площадь трапеций можно следующим способом: S=h*(a+b)/2, где h — высота, b — основание, a — длина вершины.

Для дальнейшего проведения расчетов понадобится выполнить дополнительные замеры, сделать расчеты по более сложным формулам. Поэтому гораздо удобнее будет пользоваться уже готовыми специальными калькуляторами. При этом стоит помнить, что площадь нужно высчитывать по длине карниза, а не по углам здания. Для укладки кровельного материала внахлест к общей площади придется добавить еще около 10%. Если же конструкция крыши сложная, придется добавить еще 15% от общей площади.

Эти моменты необходимо учитывать, если принято решение проводить расчет самостоятельно. Правильно провести расчет вальмовой крыши можно самим, но лучше обратиться к специалистам, которые имеют опыт работы и все необходимые инструменты, к тому же знакомы с компьютерными технологиями.