Особенности конструкции вальмовой крыши и ее проектирование

Вальмовая крыша относится к четырехскатным конструкциям, стропильная система данного типа крыши образует четыре ската, два из которых в форме трапеции своими верхними гранями соединяются на коньковом прогоне, а боковые скаты образуют треугольники. Эти треугольные скаты носят название вальма.

Конструктивные особенности

Конструкция полувальмовой крыши не назовешь простой ни в проектировании, ни в монтаже своими руками, так как она является коктейлем положительных качеств простой двухскатной и вальмовой, шатровой кровли. Если говорить о внешнем виде, то по форме фронтонов она напоминает трапецию, которая образовывается за счет вальмовых элементов, отсекающий вершину треугольника. Благодаря своему строению полувальмовая двухскатная крыша имеет ряд преимуществ:

  1. Обтекаемая форма. Благодаря отсутствию острых углов, полувальмовая крыша имеет превосходную сопротивляемость ветровой нагрузке, что существенный плюс в регионах с постоянными сильными ветрами, при строительстве на открытой местности, в горных регионах.
  2. Рациональное использование чердачного пространства. Каркас полувальмовой крыши позволяет оборудовать просторное хозяйственное помещение для сезонного хранения вещей или даже жилую комнату, не уступающую по комфорту первому этажу.
  3. Высокая вариабельность. Изменяя угол наклона скатов, архитекторы создают кровли с уникальным дизайном, адаптированные к условиям практически любого региона нашей страны.
  4. Оригинальный облик. Там, где преобладают в основном треугольные двухскатные, полувальмовая крыша на их фоне выглядит, как новое слово в частном строительстве.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия «вальмы», они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система — пример самой простой вальмовой крыши

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Особенности стропильной системы

Стропильная система вальмовой крыши предполагает ряд отличительных элементов, которые и определяют ее отличительную конструкцию. Знание этих особенностей необходимо для проведения расчетов стропильной системы и ее возведения.

Виды стропил вальмовой крыши

Стропила в конструкции вальмовой крыши разделяются на несколько типов:

  • Угловые стропила. Одним краем стоят на мауэрлате, другим должны опираться на одну из оконечностей конькового бруса.
  • В симметричной вальмовой крыше предусмотрено 4 угловых стропила, которые формируют вальму. Угловые стропила имеют самую большую длину и потому часто нуждаются в укреплении и опоре;
  • Центральные стропила монтируются на мауэрлат и край конькового прогона. Схема данной кровли задействует 4 таких элемента, по паре на каждый трапециевидный скат кровли;
  • Центральные вальмовые стропильные ноги разделяют вальмы кровли на две равные части. Устройство стропильной системы вальмовой крыши подразумевает наличие 2 подобных элементов.
  • Промежуточные стропильные ноги подобны центральным и монтируются к таким же точкам опоры. Их количество варьируется от размера крыши и длины конька. Если кровля небольшая, они могут отсутствовать.
  • Укороченные стропильные ноги занимают свое место в углах крыши. Опирающиеся на мауэрлат и угловые стропила, они меньшего размера по сравнению с другими стропилами размер, который становится меньше к углу.
Читайте также:  Битумная черепица. Монтаж, укладка мягкой кровли

Элементы усиления системы

Вальмовая крыша относится к сложным кровельным сооружениям, ее стропильная система нуждается в особом усилении. Элементы, отвечающие за прочность кровельного объекта, подразделяются на несколько типов:

  • Особого усиления требуют длинные угловые стропила. Их укрепление возможно шпренгелем – угловой балкой, которая представляет перевернутую букву «Т» и нижней частью устанавливается на мауэрлат, а верхней упирается в угловое стропило. Подпор диагональных стропильных ног возможно подкосами с опорой на балки перекрытия или центральный лежень;
  • Затяжки скрепляют пары стропил. Они могут дополнительно нести функцию балок перекрытия или помещаться ближе к коньку и быть основой для формирования полотка чердачного помещения;
  • Стойки укрепляют коньковый брус. Нижней опорой стоек может быть лежень, если по центру здания имеется капитальная стена для его укладки, или они могут быть установлены на балки перекрытия;
  • При длине промежуточных стропил более 4 м их также укрепляют диагональными стойками под углом 45-60° с опорой стропил на балки перекрытия;
  • При возведении крыши в регионе с сильной ветровой нагрузкой целесообразно использование ветровой опоры, которая набивается к стропилам со стороны наибольшего ветрового удара.

Основные виды крыш по конструктивному исполнению

Перед установкой нужно выбрать оптимально подходящую стропильную систему для кровли. Наибольшим спросом среди частных застройщиков пользуются скатные конструкции следующих видов по форме:

  • 1-скатные;

  • 2-скатные;

  • мансардные (ломаные двускатные);

  • шатровые;

  • вальмовые;

  • полувальмовые.

Рисунок 1. Основные виды крыш по конфигурации

Наиболее простыми по конструкции являются односкатные кровельные системы. При этом они требуют минимум финансовых и трудовых вложений на устройство. Однако учитывайте, что в здании с такой крышей невозможно обустроить полноценный чердак или, тем более, мансардный этаж.

Одни из самых популярных на сегодня крыш – двускатные и мансардные. Это обусловлено возможностью обустроить просторный чердак или большую мансарду. На такие конструкции расходуется меньше кровельного покрытия, однако требуется возведение фронтонов по торцевым сторонам дома. Также привлекает минимальная сложность монтажа.

Рисунок 3. Внешний вид двускатной (сверху) и мансардной крыши (снизу)

Шатровые кровли, как правило, имеют 4 ската в виде равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке сверху. Гармонично смотрятся на одноэтажных домах в классическом стиле. Характеризуются сложной стропильной системой, но повышенной устойчивость к ветровым нагрузкам.

Вальмовые и полувальмовые кровли тоже отличаются сложностью устройства, большим количеством конструктивных элементов в стропильной системе. Требует профессионального подхода к монтажу, без наличия определенных навыков самостоятельно построить качественную и надежную конструкцию будет очень сложно.

Рисунок 6. Полувальмовая крыша

Наклон скатов

Максимальный угол наклона скатов ограничен только здравым смыслом и силой ветров в вашем регионе: чем выше конек, тем больше парусность. Минимальный же уклон диктуется кровельным материалом: нахлесты листов не должно заливать водой при косом дожде.

Наклон скатов

Для разных материалов он составляет:

Наклон скатов
Наклон скатов
Кровельный материал Минимальный уклон, градусы
Профлист с герметизацией нахлеста силиконом 12
Рубероид в два слоя 15
Рубероид в три слоя 5
Битумная черепица 11
Металлочерепица без герметизации нахлеста 14
Ондулин 6
Шифер 22
Наклон скатов
Наклон скатов

Обычно уклон лежит в диапазоне 30-55 градусов.

Наклон скатов
Наклон скатов

Монтируем вальмовую крышу своими руками

Конструкция вальмовой крыши является сложным инженерным сооружением и поэтому монтажные работы должны проводиться грамотно и материалы, используемые в процессе работ, должны быть качественными. Такие неординарные и оригинальные крыши гармонируют с любым видом ландшафта. Не стоит забывать, что дома, имеющие кровли данного типа, являются запоминающимися объектами архитектуры, отличающимися яркостью и самобытностью. Они часто находят применение в необычных строениях, например, обладающих разнообразными башенками. Свой вклад в это дело вносит грамотный подбор кровельного материала для финишного покрытия кровли.

Архитектурное строение, которое впечатляет своей внешней красотой, естественно, должно иметь покрытие, отличающееся своим качеством и колоритностью. Отличным материалом для такой кровли является традиционная керамическая черепица, медная кровля, а также материалы, относящиеся к инновационным. Когда застройщиком выполняется крыша полувальмовая своими руками, то следует принимать во внимание, что ее надежность и привлекательный внешний вид всей постройки будет зависеть от гармоничного соотношения двухскатного и вальмового элементов.

Читайте также:  Каким требованиям должна отвечать крыша балкона?

Использование подобного вида кровли характерно для климатических районов, где существуют необходимость в надежной и качественной защите от сильных ветров.

Мансардное окно

В последнее время все больше домовладельцев делают все возможное, чтобы переоборудовать чердачное помещение в функционально действующие и, при этом, стильные комнаты. В таком случае, в крыше вальмового типа устанавливают специальные мансардные окна. Поэтому мастерам, которые собираются монтировать вальмовую крышу, необходимо иметь определенные теоретические знания и практические навыки выполнения работ по устройству сложных кровель.

Грамотное обустройство такой кровли очень важно, поскольку она должна быть:

  • безопасной во время эксплуатации;
  • надежно защищать мансардные помещения от атмосферных воздействий;
  • иметь качественно устроенную гидро-, тепло, и пароизоляцию.

Как уже упоминалось, успех во многом зависит от грамотного подбора древесины, которую используют для устройства стропильных ног вальмовой крыши. В качестве проверенного материала можно воспользоваться древесиной сосны или лиственницы. Дерево, естественно должно быть хорошо просушено и должно пройти обработку антисептическими препаратами. Доверить выбор материала и расчеты по конструкции вальмовой кровли можно только грамотным специалистам, обладающим опытом в данной области.

Материалы для создания крыши

Так как наша Г-образная кровля имеет форму буквой Г, а составные части стыкуются под углом в 90°, логично, что для работы потребуется большое количество элементов. Если сравнивать, то нужных материалов потратится столько, сколько на создание вальмовой крыши. Чтобы сделать конструкцию, потребуются следующие элементы:

    Мауэрлат, как основа крыши. Это деревянная балка, которая устанавливается по периметру всего дома на верх стены. Именно мауэрлат принимает на себя основную нагрузку, распределяя ее по всему периметру. Балки фиксируются анкерами к стене.

    Материалы для создания крыши

    Угловые стропила создаются из сдвоенного бруса или обрезной доски (сечение 10х5 см или 15х5 см). Если стропила обычные, то сдваивать элементы необязательно. Все пиломатериалы должны иметь влажность не больше 15–20%. Это нужно для того, чтобы каркас не слишком сильно уседал. Это может разрушить конструкцию.

Устройство четырехскатной стропильной системы

Стропильная четырехскатная конструкция состоит из таких элементов: мауэрлат, коньковый брус, центральные и вальмовые стропила, накосные ноги, а также, лежни, стойки, ригели, подкосы и прочие укрепляющие детали. Рассмотрим самые основные элементы.

I. Мауэрлат

Мауэрлат – самая важная деталь конструкции, так как на нем держится вся стропильная система. Он представляет собой мощный деревянный брус 100Х200, 100х250, 100х100, 150х250, 200х200 см. Изготавливается мауэрлат из цельного качественного дерева, преимущественно, хвойных пород. Стропильная система вальмовой крыши, как и любой многоскатной кровли, требует основательного крепления базового бруска. Порядок монтажа мауэрлата в данном случае: формирование монолитного фундамента в торце несущих стен с установкой шпилей; укладка гидроизоляции; обработка и монтаж мауэрлата по периметру всего дома; усиление анкерами и прочими креплениями для максимальной надежности основы.

Мауэрлат можно уложить на край стены, либо в предусмотренный при кладке кирпича карман с внутренней стороны несущих стен.

II. Накосные ноги

Накосными ногами называют четыре угловых стропила, которые опираются на края конька и углы мауэрлата. Они – самые длинные среди всех стропильных ног системы, поэтому должны иметь сечение не менее 100х150 мм для максимальной жесткости.

III. Коньковый брус

Коньковый прогон – горизонтальная балка, которая соединяет все стропила, вершина стропильной системы. Брус необходимо укреплять стойками и подкосами. Конек должен располагаться строго параллельно плоскости чердачного перекрытия и перпендикулярно стойкам.

IV. Стропила

Стропила для четырехскатной кровли делятся на: центральные (крепятся на мауэрлат и конек); основные вальмовые (крепятся на ось конька и мауэрлат); промежуточные и укороченные (устанавливаются на накосные ноги и мауэрлат, соединяют углы скатов).

V. Укрепляющие элементы

К дополнительным усиливающим элементам относятся стойки для конькового бруса, ригели или балки перекрытия, подкосы стропильных ног, ветровые балки и пр.

Разметка

Грамотно выполненная разметка, правильный чертеж и максимально достоверные расчеты – вот три основополагающих фактора успешного строительства. Разметку выполняйте в соответствии с чертежами. Придерживайтесь следующей последовательности.

  • Первый шаг. Разметьте ось по высшей обвязке с торцевой стороны здания;
  • Второй шаг. Рассчитайте 50% толщины конька и установите место размещения первого элемента системы стропил.
  • Третий шаг. Приложите один край замерной рейки к отмеченной ранее линии. Второй конец разместите по линии боковой стенки. Так вы установите точку размещения промежуточного стропильного элемента.
  • Четвертый шаг. Определите длину стропильного свеса. Для этого разместите брус одним краем на наружный угол стенки, а другим установите его на кровельный свес.
  • Пятый шаг. Вычислите следующий компонент центральных стропил. Переместите рейку к краю боковой стенки и наметьте место крепления стропила. Элемент будет находиться между верхней кровельной обвязкой и боковой стенкой. Повторите действия для оставшихся трех углов. Так вы узнаете, где в будущем будут устанавливаться промежуточные стропильные ноги и торцы конька.

Материал для вальмовой крыши

Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.

Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.

Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.

Опора скользящая для стропил (закрытое скользящее крепление)

Избегаем ошибок

Как мы уже сказали, сложная конструкция – это одно из отличий, которыми характеризуется вальмовая крыша. Расчет можно выполнить самостоятельно, а можно использовать калькулятор. Если строительство ведется своими руками, то нужно учитывать все особенности стропильной системы вальмовой крыши. Успешность строительства зависит в первую очередь от правильности расчетов, точности разметки и корректного плана. Чтобы сделать крышу надежной, нужно следить за следующими моментами:

  • избегать возможных конструктивных ошибок, используя мерную рейку, а не рулетку;
  • выполнять разметку осевой линии;
  • рейкой выполнять определение размещения остальных промежуточных стропил.

Конструктивные особенности

Конструкция полувальмовой крыши не назовешь простой ни в проектировании, ни в монтаже своими руками, так как она является коктейлем положительных качеств простой двухскатной и вальмовой, шатровой кровли. Если говорить о внешнем виде, то по форме фронтонов она напоминает трапецию, которая образовывается за счет вальмовых элементов, отсекающий вершину треугольника. Благодаря своему строению полувальмовая двухскатная крыша имеет ряд преимуществ:

  1. Обтекаемая форма. Благодаря отсутствию острых углов, полувальмовая крыша имеет превосходную сопротивляемость ветровой нагрузке, что существенный плюс в регионах с постоянными сильными ветрами, при строительстве на открытой местности, в горных регионах.
  2. Рациональное использование чердачного пространства. Каркас полувальмовой крыши позволяет оборудовать просторное хозяйственное помещение для сезонного хранения вещей или даже жилую комнату, не уступающую по комфорту первому этажу.
  3. Высокая вариабельность. Изменяя угол наклона скатов, архитекторы создают кровли с уникальным дизайном, адаптированные к условиям практически любого региона нашей страны.
  4. Оригинальный облик. Там, где преобладают в основном треугольные двухскатные, полувальмовая крыша на их фоне выглядит, как новое слово в частном строительстве.