Система стропил на вальмовой крыше: устройство и конструкция узлов

Последнее обновление статьи 08.09.2020

Не только внешний вид, но и конструкция кровли имеет ключевое значение при возведении любого здания. Именно крыша защищает всю конструкцию от попадания влаги, обеспечивая при этом термическую защиту. Сегодня большой популярностью пользуется такой вариант кровельной конструкции, как вальмовая крыша. Стропильная система вальмовой крыши отличается долговечностью, надежностью и многообразием конструкций. Такая крыша отлично подходит для строений с мансардой, так как легко решает проблему размещения мансардных окон.

Конструкция кровли имеет четыре ската, при этом торцевые скаты (вальмы) простираются от конька до карниза и имеют треугольную форму. Оставшиеся два ската имеют трапецеидальную форму. Преимущества скатной вальмовой крыши в том, что она позволяет экономично расходовать материалы и получается достаточно эстетичной. Однако, монтажные работы по сравнению с другими типами кровли, наиболее трудоемкие.

При монтаже вальмовой крыши можно использовать один из двух видов стропил:

• промежуточные: угловые (нарожники) и центральные (рядовые);
• диагональные (накосные).

Виды вальмовых стропильных систем

Стропильные элементы такой крыши могут делиться по способу монтажа на висячие и наслонные. В первом случае, система стропил при производстве представляет некоторые сложности, а долговременное использование сопряжено с хлопотами при ремонтных работах. Чаще всего, эти системы устанавливаются на стеновые внешние проемы, поскольку в них отсутствуют внутренние аналоговые системы. Наслонный тип стропильной системы является более экономичным, выверенным и конструктивным. Обычно такие комплексы применяют в сооружениях с конструкциями опорного вида (столбы) или в сооружениях, имеющих среднюю стену несущего вида.

Если в постройке имеются добавочные опорные конструкции, то это позволяет сделать еще длиннее участок пролета, оснастив его стропилами наслонного типа. Это особо актуально при монтаже четырехскатных крыш, имеющих наклон плоскости до 35°.

Устройство стропильной системы вальмовой крыши включает в себя:

• накосные элементы, которые устанавливаются по направлению к углам проемов стен или по диагонали;
• трапеции элементов ската;
• нарожники;
• стойки и подкосы;
• ригели;
• лежни и прогоны;
• шпренгели.

Диагональные накосные стропила для вальмовых крыш крепятся одним краем в нижнюю опору стропильной конструкции или в балку, продолжающую ее, а другим краем накосные стропила крепятся к другой паре стропил. Данные элементы для крыш такого типа по линейным размерам несколько больше, чем привычные комплексы. Поэтому на них приходится больше силового воздействия, ведь они одновременно являются упором для нарожников.

Нарожники – это комплексы из стропил, которые укорочены по длине. Их фиксируют на накосные стропила в одной точке опоры, при этом другая точка опоры закрепляется на нижнюю опору. Если ширина здания превышает 4,5 метра, то стропильные компоненты компонуют по длине сразу несколькими элементами. Таким образом, они становятся составными изделиями. Чтобы снизить линейные размеры, можно использовать подкосы и стойки. Такой подход к монтажу кровли позволяет строить ее практически без каких-либо распорок, однако в коньковом устройстве крыши, где элементы поддерживают друг друга, возможно применение распорок. В данном варианте нужно использовать ригельные устройства.

Чтобы предотвратить появление распоров в местах взаимодействия плоскостей стропильных элементов с нижней опорой, делается горизонтальный уровень. В этих случаях можно использовать два вида взаимодействия с нижней опорой:

• на балку, которая врезана в дополнительный брус, расположенный на нижней опоре;
• непосредственно на нижнюю опору, на обвязку верхнего типа или на верховые венцы.

Нецелесообразно врезаться непосредственно в нижнюю опору, поскольку от этого она теряет прочность. Ведь именно лежень играет для подкосов и стоек роль опор. Лежень монтируют на внутренний проем стены или на небольшие кирпичные столбы, которые имеются на перекрытии. Практикуется также крепить лежень методом подгона подкладок, изготовленных из дерева в горизонтальной плоскости перекрытия. Последний способ горизонтального подгона в верхней части лежня позволяет существенно упростить монтаж прогонов и стоек.

Какой бы из вариантов использования лежня при укладке вы не выбрали, необходимо на первом этапе осуществить гидроизоляцию рулонного типа. Если вы выбрали вариант, когда лежень укладывается на кирпичных небольших столбах, то его сечение может доходить до 100×150 мм. Если лежень укладывается на перекрытие или стеновой проем, то его высота может быть на 10, а то и на 5 см ниже. Лежень будет не нужен, если вы выбрали монтаж системы стропил без подкосов на крыше. В этом случае, можно будет обвязать так называемыми схватками нижнюю часть стоек.

Балку, которая состоит из опорных элементов и располагается параллельно нижней опоре, принято называть прогоном. Главная задача этого элемента стропильной системы привнести в конструкцию дополнительную прочность. Прогон в этом случае должен располагаться таким образом, чтобы у него была дополнительная подпора. Самой оптимальный длиной между прогонами и нижней опорой считается расстояние, не превышающее 4,5 м.

Использование прогонов в общей стропильной системе, прежде всего, связано с ее конструктивными особенностями. Это обусловлено наличием перекрытий и стеновых проемов, которые позволяют реально закрепить прогон на расположенный продольно, по отношению к нему, стеновой проем или на крепящую потолок балку. В качестве дополнительного усиления необходимо монтировать шпренгеля, учитывая при этом расстояние линейной величины пролета, который необходимо усилить стропильными конструкциями. Изготавливаются шпренгеля из бревна или бруса. Накосные стропила, расположенные по диагонали через стойку, усиливают нагрузку, которая трансформируется на шпренгель.

Опоры системы стропил вальмовой крыши

Выбор системы оформления крыши напрямую зависит от материалов, которые использовали при строительстве здания. В различных типах домов этот стропильный комплекс может опираться на разные плоскости, включая:

• на верховые венцы в домах из рубленного или брусчатого дерева и из клееного бруса;
• на обвязку, которая формируется сверху в домах каркасного типа из дерева;
• на нижние опорные брусья в домах из кирпича и камня.

Линейная величина длины расположенных диагонально накосных стропил, чаще всего превышает длину брусьев стандартного типа. Чтобы достичь необходимой длины для этого стропильного элемента, необходимо сращивать брусья. Все стыки при сращивании нужно усиливать подпорой под стойки или подкосы. Технология сращивания брусьев в длину осуществляется так, чтобы стыковой узел получился по длине в точке 0,15×h, где h обозначает высоту стропила, т.е. расстояние между двумя опорами.

Рассчитывать линейную длину брусьев нужно с учетом общего количества опорных конструкций. Сращивание элементов стропил производят непосредственно техникой прируба косого типа, после чего на место стыковки двух соединенных стропил, устанавливается стяжка болтами 12-14 мм.

Различные способы крепления нарожника

Чтобы сформировать жесткое крепление нарожника к детали стропильной системы, нужно подпилить верхний край этого элемента в одной плоскости с накосными стропилами, усилив место соединения гвоздями. Чтобы увеличить несущий момент всей стропильной системы крыши, можно применить следующий вариант – усилить с двух сторон нижнюю плоскость стропильного элемента брусками размером 50×50 мм. На этих брусках следует размещать нарожники с учетом того, чтобы они не соприкасались с обеих сторон в одной точке.

Важным вопросом при возведении построек с подобной кровлей будет выбор правильной древесины, из которой впоследствии будет изготовлена стропильная система вальмовой крыши. Для этих целей отлично подходят такие сорта древесины, как лиственница или сосна.

Для монтажа качественной крыши следует использовать хорошо просушенное дерево, которое в процессе подготовки пропитывается качественным антисептиком.

Расчет вальмовой крыши

Чтобы вся конструкция, включая стропильную систему, была абсолютно безопасной, надежной, долговечной и привлекательной, необходимо правильно осуществить расчеты, позволяющие выполнить грамотную разметку, исключая погрешности. При этом, нужно провести помимо вычисления параметров стропил, необходимые размеры всех других кровельных элементов, применяемых в данном строении. Разметка должна проводиться предельно точно с обозначением тех мест, где впоследствии будет проводиться фиксация стропил. Данная разметка включает в себя отметки двух ключевых точек на нижней обвязке строения (мауэрлаты) и по центру бруса конька. Именно здесь будут уложены центральные стропила.

Использовать для возведения стропильной системы необходимо доски толщиной 50 мм, учитывая при этом, чтобы такая доска выдержит совокупные нагрузки ветра, снега и собственной массы.

Привлечение специалистов

Каждое жилое строение отличается габаритами, которые напрямую влияют на конструкцию стропильной системы крыши данного типа, а также на количество подкосов, стоек и других сопутствующих элементов. Если вам предстоит собственными руками возводить дом дачного типа, то все расчетные измерения стропильной системы лучше доверить специалистам, впрочем, как и монтаж такого сложного типа кровли.

Профессионалы смогут «про запас» увеличить стандартные параметры прочности крыши, которая уже точно не подведет долгие годы. Эта услуга не из дешевых, поэтому экономить на ней не советуем. Учтите, приступая самостоятельно к работе над монтажом четырехскатной крыши, что внутренняя стропильная система монтируется сложнее, чем расчет, сборка, установка двухскатной системы кровли.

Именно специалисты, привлеченные к возведению вальмовой крыши, будут иметь в наличии весь необходимый арсенал инструментов, а главное опыт, позволяющий грамотно и быстро осуществить все работы по монтажу крыши данного типа.