Виды и формы вальмовой крыши
Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.
И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.
В основе современной вальмовой крыши – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.
В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса
Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины
Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.
Полувальмовая крыша отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.
Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.
А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.
Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.
Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши
Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.
Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.
Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)
Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером
Схема с размерами стропильной системы вальмовой крыши с эркером
Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.
Четырехскатная крыша для беседки своими руками
Сооружение уютной беседки на приусадебном участке является идеальным вариантом создания комфортной зоны отдыха. В зависимости от геометрической формы, сооружению можно подобрать наиболее подходящий вид четырехскатной крыши.
Четырехскатная крыша для беседки может быть построена как из бруса, так и из металлопрофиля
Для беседки квадратной формы целесообразно соорудить шатровую крышу с четырьмя равными по размеру треугольными скатами, соединенными в одной точке. Для конструкций прямоугольной формы идеально подойдут четырехскатные крыши вальмового типа.
Несмотря на то, что данная конструкция дороже и сложнее по сравнению с двухскатной, именно она является наиболее подходящим вариантом для беседки. Четырехскатная крыша является наиболее целесообразным решением для данной задачи по ряду причин:
- за счет большого количества наклонных скатов обеспечивается эффективная защита от атмосферных осадков;
- большие свесы способны долго сохранять тепло, которое аккумулируется на протяжении солнечного дня;
- наклонные скаты хорошо защищают от проникновения навязчивых солнечных лучей, не заграждая при этом кругозор;
Четырехскатная крыша для беседки удобна тем, что скаты хорошо защищают от солнечных лучей, при этом сохраняется хороший обзор
Как сделать четырехскатную крышу для беседки?
Прежде чем приступать к возведению стропильной системы для беседки, необходимо рассчитать угол наклона скатов, высоту конька и нагрузку для правильного выбора сечения стропил. Получив результат, необходимо составить чертеж стропильной системы, где отображаются все размеры и взаимное расположение элементов стропильного каркаса.
Размер и сечение стропил зависит от размера самой крыши, а также от угла наклона скатов
На основании чертежа производится подготовка необходимых элементов и их последующая сборка. Устройство четырехскатной крыши для беседки состоит из следующих последовательных действий:
- Усиление доской верхней обвязки каркаса беседки.
- Крепление к обвязке балки-затяжки при помощи металлических уголков.
- Отступив от середины затяжки одинаковое расстояние (около 50 см), необходимо установить две деревянные стойки высотой по 100 см каждая.
- Соединение верхушек стоек коньковым прогоном.
- Установка рядовых стропил с выбранным шагом.
- Закрепление диагональных стропил при помощи гвоздей к коньку таким образом, чтобы они продолжали коньковый прогон.
- Установка наружных стропил, которые крепятся одной стороной к диагональным ногам, а другой присоединяются к верхней обвязке конструкции. Шаг между стропилами составляет около 60 см.
- Укладка гидроизоляционного покрытия на стропила внахлест одной стороны на другую около 10 см и фиксация его степлером. Закрепление гидроизоляции вдоль стропил осуществляется при помощи реек контр-обрешеки.
- Установка обрешетки.
- Монтаж кровельного материала с обработкой всех стыков герметиком.
Пример удачного использования четырехскатной крыши для беседки, с покрытием из натурального сена
Ознакомившись с особенностями конструкции, можно смело приступать возведению выбранного типа четырехскатной крыши. Однако следует помнить о том, чтобы получить надежную, прочную и долговечную конструкцию не следует пренебрегать предварительными расчетами элементов конструкции и строго соблюдать алгоритм выполнения работ.
Виды кровельных покрытий
Для такой крыши подходят различные типы черепичных покрытий и шифера. При выборе учитывают бюджет, назначение чердачного помещения и желаемый внешний вид постройки.
Черепица
Для конструкции подойдут разные типы черепицы, имеющие основу из керамики, металла или цемента. Для обустройства мягкой кровли используется битумный материал.
Шифер
В этом случае также подходит широкий спектр разновидностей. Но профнастил из металла будет не лучшим решением, если под конструкцией планируется оборудовать жилое помещение. Хорошо подойдет мягкий еврошифер, пропитанный битумом. Этот материал сохраняет тепло и легок в монтаже.
Инструкция для онлайн калькулятора расчета стропил
Укажите параметры деревянных стропил:
B – ширина стропила, важный параметр определяющий надежность стропильной системы. Искомое сечение стропила (в частности ширины) зависит от: нагрузок (постоянные – вес обрешетки и кровельного пирога, а также временные – снеговые, ветровые), применяемого материала (качества и его вида: доска, брус, клееный брус), длины стропильной ноги, расстояния между стропилами. Определить примерное сечение бруса для стропил можно с помощью данных таблицы (значение ширины – это большее значение из 3 колонки, например, при длине стропилины до 3000 мм и шаге 1200 мм искомое значение ширины 100 мм). При выборе ширины стропила обязательно учитывать рекомендации, наведенные в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» и СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
| Длина стропилины, мм | Шаг стропил, мм | Сечение стропила, мм |
| До 3000 мм | 1200 | 80х100 |
| До 3000 мм | 1800 | 90х100 |
| До 4000 мм | 1000 | 80х160 |
| До 4000 мм | 1400 | 80х180 |
| До 4000 мм | 1800 | 90х180 |
| До 6000 мм | 1000 | 80х200 |
| До 6000 мм | 1400 | 100х200 |
Y – высота крыши, расстояние от конька до перекрытия чердака. Влияет на величину угла наклона крыши. Если планируется обустройство нежилого чердака, следует выбирать небольшую высоту (потребуется меньше материала для стропил, гидроизоляции и кровли), но достаточную для проведения ревизии и обслуживания (не менее 1500 мм). При необходимости оборудования жилого помещения под сводом крыши, для определения ее высоты необходимо ориентироваться на рост самого высокого члена семьи плюс 400-500 мм (примерно 1900-2500 мм). В любом случае нужно также учитывать требования СП 20.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*). Следует помнить, что на крыше с небольшим углом наклона (маленькой высотой) могут задерживаться осадки, что негативно влияет на ее герметичность и долговечность. Однако, высокая крыша становится более уязвима к порывам сильного ветра. Оптимальный угол наклона находится в пределах 30-45 градусов.
X – Ширина крыши (без свесов), определяется шириной внешнего периметра Вашего дома.
C – размер свеса, важного конструктивного элемента крыши, защищающего стены и фундамент от осадков, определяется с учетом климатических условий Вашего региона (СП 20.13330.2011) и общей архитектурной идеи. Для одно- и двухэтажных домов без организации наружного стока воды не меньше 600 мм
Если устроить систему водоотвода можно уменьшить до 400 мм (СНБ 3.02.04-03). Согласно требованиям IRC-2012, пункта R802.7.1.1 (Международного строительного кода для 1-2 квартирных индивидуальных жилых домов) максимальная длина свободного свеса стропил, не требующая обустройства дополнительных опорных подкосов, 610 мм. Оптимальной величиной свеса считается 500 мм.
Z – это расстояние от верхней кромки стропила до выпила. Размер Z связан с шириной стропила простым соотношением – не более 2/3 его ширины (пренебрежение этим правилом значительно уменьшает несущую способность стропилины). Запил необходим для крепления стропила к мауэрлату – опоре, которая воспринимает нагрузки от крыши и перераспределяет на несущие стены.
Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите приближенный к требованиям ГОСТ чертеж и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.
Нажмите «Рассчитать»
Результаты расчета:
Длина до свеса стропила – этот размер нужно использовать для разметки запила стропилины к мауэрлату.
Длина свеса покажет, как далеко необходимо выпустить стропило за пределы периметра дома для получения заданного свеса крыши (С) защищающего от непогоды.
Рассчитав общую длину стропила и свеса не сложно узнать необходимое количество пиломатериалов нужной длины и оценить сколько надо реагентов для обработки древесины от гниения.
Расчет угла и сечения стропил: угол среза – это угол, на который необходимо зарезать концы стропил для соединения между собой. Под таким же углом к грани стропилины следует отмерять начало запила. Для соблюдения одинакового угла запила на всех стропилах желательно использовать шаблон.
Устройство вальмовых крыш
Особенности кровли:
- Вальмовая крыша – это, по сути, четырехскатный тип кровли.
- Торцевые скаты, их называют вальмами, делаются в виде треугольника, они начинаются от карниза до конька.
- Скаты сбоку – это трапеция.
- Монтировать подобную конструкцию сложно, но результат того стоит.
- На стропила, находящиеся по краям, идет вся основная нагрузка, поэтому их усиливают.
- Перед тем как приступить к монтажу кровли, необходимо составить проект и все точно рассчитать.
- Качество и долговечность конструкции напрямую зависит от выбранных материалов. Чаще всего в этих целях используют древесину сосны либо лиственницы, которую тщательно просушивают и обрабатывают защитными препаратами.
Основные конструктивные элементы:
- Опорные доски;
- Прогон – балка, крепящаяся к мауэрлату параллельно, что создает дополнительную опору стропильной системе.
- Обрешетка;
- Мауэрлат – для него подбирается брус 10/10,15/15/ либо 10/15см. Укладывается сверху периметра стеновой панели здания. Предназначен, как опора для стропил, поэтому его необходимо хорошо закреплять. Между ним и стеновой панелью нужно укладывать водонепроницаемый слой.
- Подкосы – устанавливаются под опору.
- Затяжки;
- Рядовые стропила – для прочности в установке используются ригели и стяжки.
- Нарожники – их чаще всего стыкуют со стропилами, расположенными по диагонали.
- Диагональные стропила их необходимо обрезать после монтажа либо сразу подбираются одинаковые по длине.
- Накосные стропила;
- Конек – что его монтировать понадобится рейка и отвес.
- Само кровельное покрытие.
Основные элементы и узлы вальмовой крыши
Разъяснение результатов расчетов
Угол наклона крыши
Под этим углом расположены боковые и вальмовые стропила крыши. Их углы равны, так как рассматривается вариант строительства классической (симметричной) вальмовой крыши. Калькулятор проинформирует, соответствует ли угол нормам по выбранному вами кровельному материалу.
Площадь поверхности крыши
Суммарная площадь кровли (включая свесы обозначенной длины). Это значение используется для расчета необходимого количества кровельных и изоляционных материалов.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом
Требуемое количество рулонов изоляционного материала, размером 15х1 метров для покрытия крыши. 10% нахлест учтен.
Нагрузка на стропильную систему
Максимальная нагрузка, приходящаяся на стропильную систему. В расчетах учитывается общая масса кровельной системы, особенности конструкции крыши, а также снеговые и ветровые нагрузки выбранного вами региона.
Длина боковых стропил
Длина боковой стропильной ноги, включая свес. Длина вальмовой стропильной ноги будет такой же, если свесы будут равны.
Длина диагональных (накосных) стропил
Длина диагонального стропила, являющегося ребром между боковым и вальмовым скатом. Всего потребуется четыре диагональных стропила.
Количество боковых и вальмовых стропил
Суммарное число стропил, нужных для обустройства стропильной системы крыши, за исключением четырёх диагональных (угловых) стропил.
Минимальное сечение стропил, Вес и Объем бруса для стропил
В таблицах представлены рекомендуемые размеры сечений стропил (по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород). В расчетах участвует кровельный материал, площадь крыши, ее конструкция, а также учитываются оказываемые нагрузки. В соседних столбцах отображается общий вес и объем стропил, необходимых для строительства всей крыши.
Количество досок обрешетки
Здесь указано общее количество досок, необходимых для обрешетки. При расчетах используется стандартная 6-метровая длина доски.
Объем и вес досок обрешетки
Стоимость затрат на обрешетку легко посчитать, зная их объем в кубических метрах. Здесь указан общий объем и вес обрешетки для всей крыши.
Проектирование конструкции
Как выбрать угол ската:
- Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
- Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
- Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
- Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.
Как рассчитывается высота конька:
- К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
- Высоту конька следует находить по формуле:H= d*tqα
Где d – это ширина здания, tqα – угол ската. - Конек должен размещаться строго по оси продольной.
Как определить длину конькового прогона:
- Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
- Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
- Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
- Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
- Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.
Как определить длину стропильных ног в центре:
- Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
- Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
- Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
- Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
- Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
- Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α — угол уклона кровельного покрытия.
- Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
- Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.
Как определить шаг установки стропил:
- Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
- Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.
Расчет нагрузки на стропильные ноги:
- Нужно знать следующие параметры:
- Угол ската;
- Вид покрытия крыши;
- Снеговую нагрузку;
- Уровень ветра.
- Высоту строения в коньке;
- Степень открытости земельного надела;
- Шаг стропил.
- Определяется нагрузка.
Расчет длины нарожников и шаг их установки:
Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:
L1=2/3 * L
Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.
Материалы для установки:
- Стропильные ноги из бруса;
- Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
- Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
- Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
- Кобылки и подкосы из доски 50*100;
- Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
- Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
- Деревянная обрешетка.
- Слой пароизоляции.
- Теплоизоляционное покрытие.
- Слой гидроизоляции.
- Дощечки деревянные для обрешетки.
- Сама кровля.
Особенности вальмовой крыши
Подобный вид кровли отличается отменными эксплуатационными характеристиками, но сложностью устройства. Конструкция составляют четыре стороны – две торцевые, имеющие форму треугольника, и боковые, напоминающие трапецию. Верхушка их соединена коньком, а бока – вальмовыми ребрами. Относительно основания, поверхности имеют одинаковый угол. С учетом ваших предпочтений, кровля может обладать карнизным свесом.
Правильный расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши может сделать исключительно специалист, но предварительные «прикидки» можно сделать с помощью онлайн калькулятора.
При расчете применяются данные длины скатов, стен и верхнего конька Источник st-par.ru
Несмотря на сложность расчетов и сооружения, вальмовая крыша относится к наиболее популярным конструкциям. Это обусловлено рядом преимуществ:
- Жесткостью конструкции
- Обтекаемостью покрытия
- Отсутствием фронтонов
Существуют и определенные недостатки:
- Многочисленные отходы материалов
- Сложность проведения расчетов
- Требуются специальные навыки при установке
Учитывая, что достоинств значительно больше, а трудности вас не пугают, калькулятор кровли четырехскатной крыши поможет выполнить примерные предварительные расчеты. По их результатам уже можно сформировать чертеж с визуализацией предпочтений.
