Как устроена четырехскатная вальмовая крыша: расчет + схема

Ушло время однообразных, созданных по одному и тому же шаблону зданий как в промышленном, так и гражданском строительстве. Более того, богатство фантазии среди частных застройщиков порой рождает невиданной конфигурации архитектурные решения, в том числе это относится и к кровельным конструкциям. Однако, справедливости ради стоит сказать, что над многообразием новых идей до сих пор главенствуют классические проверенные временем крышные решения. Так, четырехскатная крыша своими руками возводится чаще всего, причем самой надежной в плане устойчивости к ветровым нагрузкам считается ее вальмовая разновидность.

Оглавление:

1. Отличительная особенность вальмовой крыши
2. Датская вальмовая крыша
3. Вальмовая крыша: стропильная система
4. Выбор сечения стропильных элементов
5. Ошибки при строительстве вальмовой крыши
6. Монтаж стропильной конструкции в общих чертах

Отличительная особенность вальмовой крыши

Конструкция крыши имеет своеобразную геометрическую конфигурацию, состоящую из двух элементов:

• обычные скаты (две плоскости), встречающиеся на любых других крышах;
• вальмы – указанные в предыдущем пункте скаты размещаются так, что не закрывают дом по всей длине, а оставшееся пространство заполняется двумя боковыми элементами специальной формы.

Другими словами, вальмовая крыша имеет четыре ската разного вида и четыре ребра – диагональные стропила. Также, известна полувальмовая крыша – разновидность вальмовой конструкции, имеющая более короткие скаты, не достигающие карниза.

Датская вальмовая крыша

Речь идет об уже упомянутой полувальмовой крыше. Она очень распространена в европейских странах и гиперпопулярна в Дании, отсюда и ее название.

Существует такая конструкция в двух разновидностях:

• 1-я имеет небольших размеров торцевые фронтоны, основания которых являются местом примыкания трапециевидных вальм. Подобные фронтоны служат местом устройства слуховых окон, являющихся источником естественного освещения для нежилого чердачного помещения. Хотя полувальмовая система подразумевает устройство и мансарды.
• 2-я характеризуется скатами разной длины – у вальм меньше, чем у основных скатов. При таком решении вальмы классической треугольной формы, а в подкрышном пространстве всегда устраивается мансарда, основные скаты при этом формируют ее боковые стены. Также имеется обычный потолок прямоугольной формы, высота которого равна уровню окончания вальм.

Вальмовая крыша: стропильная система

Конструкционные составляющие стропильного каркаса:

• угловые;
• короткие;
• центральные промежуточные;
• промежуточные;
• коньковый брус;

Совет! Если есть необходимости в усилении накосных стропил, то целесообразно использовать еще один конструктивный элемент – шпренгель. А для того чтобы быть уверенным в высоких прочностных параметрах строительной системы, для ее устройства нужно использовать хвойную древесину, влажностью не менее 20 %.

Чертежи и расчеты

Расскажет, как будет выглядеть вальмовая крыша схема – без прорисовки такой конструкции, как и любой другой кровли, обойтись не удастся. Чтобы выполнить чертеж потребуется разметочная линейка и элементарные математические знания. При составлении чертежа необходимо будет отметить высоту конька, площадь крышных скатов, длину стропил.

Важно! При расчетах учитываются нормативы СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», а также ТКП 45-5.05-146-2009.

В принципе в сети интернет можно найти в бесплатном доступе специальные он-лайн калькуляторы для расчета всех параметров вальмовой крыши. Мы же предлагаем, в качестве примера, несколько основных формул, по которым расчет вальмовой крыши выполняется вручную:

Высота конька

h=btanα/2

h  – высота стропильной конструкции от горизонтального перекрытия здания до верха фермы;

b – междустропильное расстояние с лицевой вальмовой стороны;

α  – угол наклона ската.

Площадь скатов

S = 4*(eb/2) + 2 *(a-b)*e = 2*e*(b+a-b) =2*e*a

где:

S – площадь всех скатов;

е – длина промежуточных стропил;

b – междустропильное расстояние с лицевой вальмовой стороны;

a – междустропильное расстояние по всей длине здания.

Длина промежуточных стропил

е = b/2*cos α

е – длина промежуточных стропил;

b – междустропильное расстояние с лицевой вальмовой стороны;

α  – угол наклона ската.

Чем выше четырехскатная крыша стропильная система, соответственно требует большего расхода пиломатериалов, поскольку увеличивается площадь обрешетки, стропил, мауэрлата, пр.

При расчетах специалисты пользуются данными специальных справочников, облегчающих вычисления. В том числе и приведенной ниже Таблицей 1, где отражены коэффициенты соотношения уклона крыши к длине угловых и промежуточных стропил.

Таблица 1 Данные для расчета длины строп

[table id=45 /]

Использовать данные из таблицы очень просто. Необходимо обычной мерной линейкой замерить заложение промежуточного стропила. Далее в таблице находится соответствующий уклону крыши коэффициент. Эту цифру умножаем на длину и получаем длину нужного стропила.

Важно! Изготовление мерной рейки является обязательным. Правильным будет на нее нанесение всех используемых при разметке величин – мм, см. Таким образом можно избежать неточностей при многократных замерах и исключить ошибки до миллиметра. Практика показывает, что использование рулетки неизбежно дает большую погрешность. А она может стать причиной несостыковки элементов стропильной системы, что приведет к временным и физическим затратам для устранения проблемы.

Выбор сечения стропильных элементов

На чертеже стропильной конструкции отражаются не только шаг стропил, их длина, угол наклона ската, но и сечение используемых материалов. От правильности выбора этого параметра зависит надежность будущей крыши, ее способность выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Чтобы облегчить задачу определения величины сечения предлагаем две таблицы-подсказки: одна с расчетными данными для бруса, вторая – для бревна.

Таблица 2 Подбор величины сечения строп из бруса

[table id=46 /]

Важно! И брусы и бревна, перед использование должны обрабатываться антисептирующими растворами. Это задаст дополнительный эксплуатационный ресурс крыше в целом.

Таблица 3 Подбор величины сечения строп из бревна

[table id=47 /]

Профессиональные кровельщики рекомендуют при монтаже системы использовать бруски, доски, бревна одинакового сечения, только так полученная конструкция будет обладать максимально высокими прочностными параметрами. А, еще система стропил будут сформирована таким образом, что верхние детали будут немного возвышаться над угловыми деталями. В результате между стропильной фермой и внешним кровельным пирогом образуется пространство, которое обеспечит нормальную циркуляцию воздуха в чердачном помещении.

Монтаж стропильной конструкции в общих чертах

• Устанавливаются вертикальные опоры, функция которых заключается в поддержке конькового бруса (прогона).
• Для закрепления коньковых стоек к центральной балке используется система откосов. Эти конструкционные детали, также, как и диагональные стропила, несут ключевую нагрузку всей системы и от правильности их монтажа зависит надежность и геометрическая рациональность всей вальмовой крыши.
• Выполняется установка диагональных стропил, в качестве материала которых может быть использована обрезная доска сечением 50 х 150 мм. Диагональные элементы должны быть одинаковой длины, поскольку с их помощью регулируется кровельный свес.
• Свесы формируются длиной 50-60 см – это усредненный стандарт. В местностях, где на крыши будут оказываться постоянные ветровые нагрузки, допускается устройство 1-метровых свесов.

Принцип устройства вальмовой стропильной системы подразумевает первоочередной монтаж накосных стропил, далее наступает черед рядовых элементов, устанавливаемых с определенным шагом. Его величина зависит от ширины теплоизоляционных плит, которые также являются частью кровельного пирога. Обычно шаг рядовых стропил равен 60 см. К коньковому брусу и мауэрлату эти детали системы крепятся способом врубки, а для более надежного монтажа дополнительно фиксируются с применением верхних стяжек и ригелей.

Ошибки при строительстве вальмовой крыши

• Четырехскатная крыша выполняется с использованием пиломатериалов сечения меньшего, чем 50×150 мм.
• Малые элементы стропильной фермы крепятся к коньковой доске, тогда, как монтаж должен выполняться к угловым деталям системы. При этом обязательным условием является совпадение уклонов промежуточных деталей и малых элементов системы.
• Использование для формирования конька и стропил пиломатериалов из древесины различных пород.
• Используемые центральные промежуточные стропила упираются только в коньковую доску, тогда как дополнительным упор должен быть сделан и в расположенную выше обвязку.

Для закрепления информации, представленной в настоящей статье, предлагаем тематическое видео:

https://youtu.be/bp9HsbknNQY