Конек вальмовой крыши: монтаж и устройство

Конек вальмовой крыши, как и у скатных кровель других типов, образован схождением на одной линии скатных поверхностей. В зависимости от вида системы стропил, коньком может быть брусок, уложенный на вертикально установленных стойках или закрепленный на верхушках фронтонов домостроения. Верхние части ног стропилин опираются на брусок конька (прогон).

В последнем случае ноги двух стропил соединяются друг с другом — получаются фермы-треугольники, выставляемые в одни ряд, связываемые друг с другом перемычками. С 2 сторон на самой верхней точке (на каждой скатной плоскости) — под углом — прикрепляются одна к другой доски. Они размещаются параллельно карнизной линии и формируют кровельный конек. Суть этого названия — фактическое закрытие щели, образующейся на самой вершине крыши после монтажа на скатных плоскостях покрытия крыши. Для формирования конька могут применяться фигурные спецэлементы из оцинковки или стройматериала, накрывающего крышу. Еще одно используемое название конька — коньковая планка.

Важно: форма выпуска и изготовления этого спецэлемента бывает разнообразной: ребровой, конусной, угловой, полукруглой.

Порядок расчета вальмовой крыши

• Шаг 1. Выберите наиболее удобные единицы измерения – мм, см, м, дюймы, футы.
• Шаг 2. Выберите способ отрисовки чертежей – цветные, черно-белые.
• Шаг 3. Укажите тип кровельного материала – жесткий, мягкий (влияет на тип обрешетки – разреженная или сплошная, соответственно) .
• Шаг 4. Введите параметры крыши – высота (от мауэрлата до вершины стропильной системы) , свес.
• Шаг 5. Заполните поля с параметрами дома – длина, ширина, высота, толщина стены.
• Шаг 6. Параметры бруса для мауэрлата – ширина, толщина.
• Шаг 7. Расчет стропильной системы – величина горизонтального запила под мауэрлат, ширина и толщина стропильной доски, расстояние между элементами (рекомендации ниже) .
• Шаг 8. Введите характеристики гидроизоляции – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
• Шаг 9. Укажите толщину контробрешетки в горизонтальной проекции (в вертикальной всегда 5 см) .
• Шаг 10 (опционально). Укажите параметры разреженной обрешетки ( в случае выбора жесткой кровли ) – ширина и толщина доски, расстояние между элементами.
• Шаг 11 (опционально). Укажите параметры сплошной обрешетки ( в случае выбора мягкой кровли ) – ширина, длина, толщина листа ОСП.
• Шаг 12. Характеристики кровельных листов – ширина и длина материала, величина нахлеста сверху и сбоку.
• Шаг 13. Проверка введённых значений и начало расчета вальмовой крыши с помощью кнопки «Рассчитать».

После выполнения расчета, на вкладке «Вид в 3D» вы можете ознакомиться с трехмерной моделью конструкции, построенной в точности по заданным параметрам. Также для подписчиков доступен дополнительный инструмент – 3D-линейка.

Разновидности вальмовых крыш

Существует несколько разновидностей вальмовых крыш:

• Четырехскатная классическая конструкция, в которой использованы прямые стропила, вальмы тянутся от конька крыши. Свесы у такой кровли расположены на одной высоте.
• Ломаная крыша, в которой скаты имеют разные размеры и расположены под разными углами. Отличается эта конструкция более рациональным использованием площади внутренней мансарды и выглядит солиднее. Однако ее проектирование и монтаж значительно сложнее и дороже классического варианта.
• Шатровая кровля монтируется только на квадратную постройку. При этом все ее скаты выполнены в виде одинаковых равнобедренных треугольников, а все вальмы сходятся в одну точку.
• Полувальмовая голландская крыша имеет укороченные торцевые скаты, не доходящие до середины бокового ската. Это позволяет легко установить в мансарде вертикальные окна.
• Полувальмовая датская кровля, отличающаяся наличием вертикальных фронтонов, ниже которых расположен торцевой скат. Оригинальность конструкции придают треугольные окна, выполняющие роль фронтонов.
• Г-образная вальмовая конструкция, для которой характерно наличие 4-х немного наклонных скатов, перпендикулярно соединенных между собой.Такое соединение придает крыше очертания буквы Г. Угловую крышу, или как ее иногда называют – Г-образную, используют в тех случаях, когда нужно обеспечить защиту дома от сильного ветра и прямых солнечных лучей.

Каждый вариант вальмовой кровли обладает своими достоинствами и недостатками. Отличаются они и внешним видом. Выбор окончательного варианта зависит исключительно от эстетического вкуса заказчика и того, каким он видит свое будущее жилище.

Вальмовая кровля своими руками

Расчёт основного эскиза

Примечание. Будет рассмотрен вариант традиционной (классической) вальмовой крыши с углом 45° к горизонту и вертикали. Монтаж потребует развитых навыков плотника.

Классическая вальма с опорной стойкой a = b: 1 — коньковый прогон; 2 — высота чердака; 3 — центральная стойка (бабка); 4 — скат вальмы; 5 — ряд нарожников; 6 — точка проекции соединения ребер и конька; 7 — лежень; 8 — балка перекрытия (затяжка)

Внедрение вальмы в двускатную крышу подразумевает устройство дополнительных коньков для этого ската. Их называют рёбрами или накосными стропилами. Остальные стропила вальмы называются нарожниками. В соответствии с законами геометрии, длина нарожников будет зависеть от высоты чердака (при соблюдении угла в 45°).

Отталкиваясь в расчётах от показателя в 45°, можно легко рассчитать основные пропорциональные размеры крыши. Самый важный момент при создании эскиза и переносе его на местность — точка проекции сочленения рёбер и конька (далее — точка проекции).

Порядок работы

1. Установить мауэрлат на армопояс при помощи анкеров на глубину не менее 1,5 толщины мауэрлата. Врубка углов — в полдерева.

2. Установить лежни и подготовить затяжки.

3. Обозначить точки проекции и установить на них опорные стойки (с запасом по высоте) строго вертикально на прочных временных подкосах.

4. Определить высоту конька относительно неподвижной горизонтальной плоскости — перекрытия или армопояса, разметить и подрезать стойки по высоте.

5. Соединить стойки коньковым прогоном (доска) с надёжной завязкой и раскрепить центральную раму откосами и обвязками (центральная рама — условное название (ряда) стоек, конькового прогона и лежня, связанных между собой дополнительными тягами и откосами).

6. Установить стропильные ноги двух параллельных скатов в соответствии с проектом. Раскрепить временной обрешёткой и установить подстропильные затяжки (ригели).

7. Если расстояние между опорами накосной стропилы более 2,2 метра, под неё устраивается промежуточный упор, который называется шпренгель. Это вертикальная стойка, установленная на горизонтальную балку, закреплённую к мауэрлату.

8. Подрезать по месту, установить и раскрепить рёбра вальмы. Подразумевается, что устройство свеса крыши утверждено.

9. Смонтировать к рёбрам вальмы накосные стропила основных параллельных скатов.

10. Установить нарожники вальмы, надёжно скрепляя все узлы доступными способами — саморезы, турбовинты, резьбовые затяжки. Под каждую стропильную ногу необходимо делать врубки в мауэрлат.

11. Если проекция рабочей части стропил имеет длину более 1,5 м, необходимо установить промежуточные стойки.

Вальмовая кровля имеет два распространённых частных случая. Обе разновидности некоторым образом влияют на конструкцию узла сочленения конькового прогона и накосных стропил.

Случай первый. Шатровая крыша

Это разновидность кровли, состоящей из четырёх вальм, т. е. она не имеет параллельных пар скатов разного размера. Все скаты абсолютно одинаковы. В основном такие крыши применяют на беседках или башнях. Ход работы будет состоять из пунктов 2, 3, 7, 8, 9 предыдущей инструкции. Из-за своего небольшого размера и конструктивной жёсткости их можно изготовить на полигоне или в цеху и затем смонтировать краном.

Случай второй. Вальмовая кровля без внутренних опор

Этот вариант подойдёт в случае, если необходимо максимально задействовать чердачное пространство, например, в коммерческом строительстве. В этом случае угол ската вальмы лучше сделать более пологим — 22,5° или менее к вертикали, опущенной на точку проекции или 67,5° и более к горизонту. Это необходимо для того, чтобы избежать избыточной снеговой нагрузки.

Данный вид кровли делает полезным до 90% пространства перекрытия. При этом её монтаж требует большого опыта и смекалки. Вся суть возведения этого вида стропильной системы сводится к строительству на временных опорах, которые демонтируются после окончательного раскрепления. Рама держится за счёт жёсткости и равномерного напряжения всех элементов — такая кровля из профильной трубы на порядок надёжнее деревянной.

Особое значение при создании безопорной вальмовой крыши имеет чистота подгонки (точность врубки) элементов и надёжность соединений. Здесь необходимо максимально применять металлические элементы, клей и резьбовые тяги.

При монтаже любой стропильной системы обращайте внимание на качество пиломатериала. Достаточно нескольких личинок шашеля или короеда, чтобы в течение 10 лет любая деревянная стропильная система была уничтожена. Обязательно обрабатывайте древесину специальными составами.

Инструкция по строительству вальмовой крыши

Прежде чем осуществить монтаж стропильной системы вальмовой крыши, делают разметку. Её наносят следующим образом:

1. На верхнем ряду обвязки по торцу постройки отмечают горизонтальную ось.
2. Отсчитывают ½ от толщины конькового бруса. По этой метке определяют горизонтальную проекцию центрального стропила.
3. Отмечается положение боковых стропил при помощи пропорционального распределения расстояний от намеченной линии по периметру стены.
4. Подсчитывают длину свеса стропильной системы.

Когда все расчёты подготовлены, начинают строительство вальмовой крыши. Шаги по возведению кровли приведены ниже:

• Первый шаг – монтаж вертикальных стоек для поддержки конькового бруса (прогона). Стойки прикрепляются к центральной балке через систему укосов.
• Второй шаг – установка основных стропил. Их изготавливают одинаковыми по длине. При этом кровельный свес рассчитывают в пределах от 50 до 70 см.
• Третий шаг – устройство диагональных стропил, которые идут от конька к углам здания. Важный элемент в устройстве вальмовой крыши — это стык трёх элементов: вальмы, конька и диагональных стропил. Для усиления диагональных стропил используют ригели и стяжки.
• Четвёртый шаг – установка нарожников (коротких стропил) к угловым диагональным стропилам. Для данного элемента шаг установки такой же, как и для остальных стропил.

• Пятый шаг – монтаж кровельного пирога. Он включает в себя:

-укладка утепления (при необходимости);

• Шестой шаг – установка реек под мансардные или слуховые окна, дымоходов и прочих технических отверстий.
• Седьмой шаг– укладка кровельного материала. Он может быть прикручен напрямую к рейкам обрешётки, например, при укладке металлочерепицы или с прослойкой OSB плит, если речь идёт о мягкой кровле.

Для усиления конструкции стропильной системы используют дополнительные элементы и конструктивные решения:

• Шпренгель. Это брус, установленный на стыке угла двух мауэрлатов. На шпренгель устанавливают стойку, подпирающую стропила на углу.
• Для лучшего крепления диагональных стропил их врубают в мауэрлат и коньковую доску.
• К центру диагональных стропил устанавливают специальные стойки, которые придают большую жёсткость конструкции.

Важно помнить, что перед тем как делать вальмовую крышу, стоит точно сверить все расчёты – они должны обеспечивать необходимый запас прочности, тогда ваша крыша прослужит на совесть несколько десятилетий.

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

2. Конструктивные особенности

В основе вальмовой крыши, как и любой другой, лежит конструкция из балок и стропил. Однако наличие дополнительных скатов делает эту конструкцию еще более сложной и предъявляет к ней
еще более серьезные требования, так как к двум традиционным боковым скатам добавляются торцевые вальмы.

Стропила составляют скелет крыши. Именно по ним на стены и внутренние опоры распределяется вес кровельного пирога и покрытия. Само же покрытие несет на себе обрешетка, уложенная на
стропила.

По способу монтажа стропила крыши могут быть наслонные и висячие. В принципе, вальмовая крыша может быть возведена на висячих стропилах, установленных на внешних стеновых проемах. Однако, учитывая общую сложность конструкции, предпочтительнее использовать при возведении вальмовой крыши наслонную стропильную систему, более экономичную и конструктивную. Особенно если в здании есть добавочные опорные конструкции или средняя несущая стена. Специалисты рекомендуют усилить крайние стропила вальмовой крыши, несущие основную нагрузку.

Алгоритм монтажных работ по устройству вальмовой крыши

Устройство стропильной системы начинают с укладки и фиксации балок, первым ставят основу — мауэрлат, второй монтируют поперечную балку. Далее определяют место конька строго по центру, размечают и монтируют вертикальные стойки под него. Фиксируют коньковую систему саморезами, для жесткости ставят в упор укосины.

Далее приступают к устройству стропильной системы, устанавливают 4 накосные стропила. Они, соединяясь попарно, образуют важные узлы, формирующие плоскости скатов. Диагональные (накосные) стропила выходят на 50-100см за линию стены (для обустройства карниза), верхним концом соединяясь с коньком.

Далее устанавливают промежуточные стропила. Они также нижним концом выходят за линию стены, верхним входят в конек. Их количество и шаг определяют от длины здания. Угловые стропила для вальмовой крыши укладывают на диагональные сверху, по три штуки с каждой стороны.

Отметку на мауэрлате расположенную точно посередине стены и отметку середины конька соединяет между собой центральное стропило вальмы. Так начинается монтаж центральных и промежуточных стропил. Шаг или расстояние между стропильными ногами составляет 60 или 80см. Это стандартный шаг стропильной системы вальмовой крыши.

Важный этап монтажа стропильной системы – соединение диагональных элементов с центральными стропилами на трапециях и вальмах. Для прочности соединения делают спилы, используют стяжки.

Нарожники монтируют параллельно с центральными, делают спилы, устанавливают на диагональные и крепят монтажными деталями. Углы вальмы укрепляют шпренгелями, которые подпирают диагональные стропила. Затем приступают к обрешетке, утеплению, контр обрешетке и прочим мероприятиям.

Видео по теме:

Сложные узлы вальмовой крыши

Особое внимание при возведении стропильной системы для вальмовой крыши стоит уделить фиксации стропил к мауэрлату и коньковому брусу. От надежности сопряжения этих элементов зависит устойчивость всей кровельной конструкции, а значит, в конечном итоге, безопасность людей.

Узлы крепления стропильной системы

На этапе укладки кровельного «пирога» самым сложным и потенциально проблемным видом работ является, безусловно, оформление различных примыканий и проходок через кровлю.

Вальмовая крыша – эффектная и надежная конструкция с множеством достоинств, которые могут быть сведены «на нет» выбором некачественных материалов, а также ошибками проектирования и монтажа. Выбирайте лучшее, доверяйте расчет и монтаж своей крыши профессионалам – и она будет радовать вас долгие годы!