Формы крыш и стропильных систем
Односкатная крыша.
Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.
Устройство стропил односкатной крыши.
Двускатная крыша
Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.
Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.
Подробнее о ней в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство
Четырехскатная крыша
Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.
Особенности конструкции четырехскатной крыши.
Ломанная крыша
Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.
Устройство ломанной крыши.
Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам
Основные внешние составляющие
Конструкция предполагает наличие в ней привычных для каждой крыши внешних элементов – конька, фронтонного свеса, вентиляционных и дымоходных отверстий, скатов (на фото ниже). А так же дополнительных составляющих, характерных исключительно для вальмовых и многощипцовых крыш – это мансардные окна, козырьки, дополнительные карнизные отвесы, боковые вальмовые ребра. Но основным характерным элементом многощипцовой крыши является ендова. Это внутреннее место соединения двух боковых скатов (смотрите фото)
На этот узел при строительстве обращают особое внимание, ведь именно на него выпадает наибольшая нагрузка в период межсезонья и зимних месяцев
Внутренняя стропильная система многощипцовой крыши так же имеет свои конструктивные особенности. Чертежи и эскизы, в начальной стадии проектирования, как правило, выполняются для каждого участка крыши отдельно, а затем узлы соединяются воедино. Это необходимо для того, чтобы тщательным образом рассчитать и продумать сложную мансардную систему кровли, предусмотреть дополнительные стропила в местах соединения блоков, не оставить без внимания сложную ливневую систему многощипцовой крыши. Специалисты рекомендуют при соединении двух элементов крыши своими руками пользоваться разжеблоками (смотрите фото), однако их монтаж так же необходимо доверять только профессионалам.
Обратите внимание! Неправильное обустройство места стыковки может стать причиной протекания крыши
Если дом имеет неправильную форму и количество ребер, ендов и разжеблоков велико, выполняйте работу с привлечением специалистов.
Расчет полувальмовой крыши
Первый этап проектирования – чертеж полувальмовой крыши. На этой стадии определяются длины стропил и их количество.
- Шаг между стропилами зависит от предполагаемой нагрузки на крышу и связан с толщиной стропил: если толщина брусьев для стропильных ног больше рекомендуемой, шаг можно делать реже. Расстояние между стропильными ногами желательно сделать по ширине плит утеплителя, тогда их не придется подрезать.
- Длины стропильных ног определяются по формулам для равнобедренных и прямоугольных треугольников.
- Площадь бокового ската рассчитывается сначала как площадь трапеции: высота H (длина рядового стропила), умноженная на основание (длину карнизного свеса), поделенная пополам. Из полученной цифры вычитают площади двух треугольников (углы трапеции, обрезанные полувальмами).
- Площадь полувальм определяется как произведение высоты (длины вальмового ската от конька до середины основания) на основание (карнизный свес полувальмы).
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника
В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Виды стропильных систем
Вальмовая крыша, как и любая другая, состоит из стропильной системы и каркаса.
Сверху укладывается «кровельный пирог».
Очень важно, чтобы распределение нагрузки производилось равномерно на всю конструкцию, стены сооружения и его фундамент. При возведении вальмовой крыши могут быть использованы разные типы стропильных систем
При возведении вальмовой крыши могут быть использованы разные типы стропильных систем.
Использование конкретной системы зависит от того, существуют ли в конструкции дома опоры или внутренние несущие стены.
Системы стропил существуют наслонные и висячие.
Висячая конструкция имеет 2 опоры, без промежуточной поддержки.
Опирается конструкция на несущие стены здания.
При использовании висячей конструкции на стены здания передается большое распирающее усилие.
Чтобы снизить его, используют затяжки из металла или дерева, которые соединяют стропильные ноги.
Система, имеющая наслонные стропила, используется там, где имеются внутри дома промежуточные стены.
Торцами стропила опираются на мауэрлат, который уложен и закреплен по периметру несущих стен.
Опорой для средней части стропила служит конструкция, которую устанавливают на среднюю несущую стену.
Такая конструкция весит меньше, чем при использовании висячих стропил и пиломатериалов на ее сооружение требуется меньше.
Такую конструкцию отличает от других высокая прочность и жесткость.
Мансардная полувальмовая крыша
Есть два вида полувальмовых крыш.
Голландская полувальма — имеет трапециевидную форму, занимает нижнюю часть фронтонной наклонной плоскости. Трапециевидные скаты верхней стороной соединяются с маленькой вертикальной вальмой.
В вальмах голландских кровель могут размещаться полукруглые или прямоугольные окна.
Датская полувальма — занимает верхнюю часть торца. Треугольник стыкуется с фронтоном, который имеет форму трапеции.
Между полувальмой и фронтоном образуется тупой угол. Датская полувальмовая крыша похожа на обычную шатровую, только у нее более короткие торцевые скаты.
Фото:
Голландская и датская конструкции используются как базовые. На их основе разработаны кровли, в которых в той или иной форме используются полувальмы.
Крыши с полувальмами отличаются друг от друга высотой, размерами, углом наклона плоскостей относительно друг друга, геометрической формой элементов.
Есть крыши с четырьмя наклонными плоскостями, каждая сторона которых построена по-разному — по-датски или по-голландски.
Полувальмовые крыши с двумя вальмами на торцах в виде маленьких треугольников называются мансардными. Нужна полувальмовая крыша своими руками? Стройте самую простую — мансардную.
У дома квадратной формы мансардная крыша выглядит как пирамида. Ее коньки имеют повышенный ресурс прочности.
На прямоугольных строениях мансардная крыша приобретает вид вальмовой. Наклонные плоскости на таких конструкциях имеют одинаковый угол, поэтому их монтируют симметрично, принимая за ось симметрии осевые балки.
Мансардная крыша имеет следующие достоинства:
- расширяет жилую площадь;
- выносит экстремальные ветровые нагрузки, поэтому может использоваться на морском берегу, в горах и везде, где дуют сильные ветра;
- привлекательный внешний вид позволяет вписать ее в любой пейзаж;
- малочувствительна к вибрациям почвы.
Минусы мансардных крыш:
- сложная система вентиляции;
- большой уклон — поэтому трудно укладывать кровельное покрытие;
- требуется качественный двускатный или четырехскатный кровельный пирог.
Преимущества и недостатки полувальмовой крыши: фото красивых домов
Что отличает полувальмовую крышу от вальмовой? У вальмовой крыши два больших ската имеют форму трапеции, а скаты поменьше – форму треугольников. В полувальмовой крыше все устроено немного иначе, и линия ската приобретает ломаную форму.
Конструкция такой ломаной крыши во многом зависит от формы самого дома, наличия или отсутствия жилого помещения на чердаке, типа кровельного материала, которым будет покрыта поверхность, и даже климатических особенностей региона.
Причем решающую роль в создании конструкции играет именно климат, ведь в регионах со снежными зимами осадки будут особенно сильно скапливаться на поверхности ската, образуя своеобразную «снежную шапку». Поэтому для такой местности более актуальны кровли с крутым скатом и минимальными свесами. Если снежные заносы – неактуальная проблема, то вполне допустим и минимальный угол наклона.
Интересный вариант использования полувальмовой крыши с тростниковым покрытием
Среди преимуществ полувальмовой крыши выделяют:
- наличие дополнительного помещения, которое может быть использовано как жилое или чердачное;
- эстетичный внешний вид, с возможностью необычного оформления дома за счет создания оригинальной формы конструкции;
- надежная защита дома от влияния погодных условий: снега, дождя, сильного ветра.
Среди недостатков полувальмовой кроши стоит отметить:
наличие определенных трудностей в процессе строительства: большое количество ребер, подкосов и упоров делает возведение стропильной системы длительным и трудоемким процессом;
Жилой дом, крыша которого покрыта керамочерепицей
- в процессе строительства такой достаточно сложной конструкции расходуется не только большее количество сил, но и материалов;
- процесс укладки кровельного покрытия также приобретает некоторые сложности.
Но, несмотря на недостатки, дома с полувальмовой крышей смотрятся неповторимо. Все трудности и расходы стоят того, чтобы придать кровле оригинальный и запоминающийся внешний вид. Если вас не пугает сложный монтаж стропильной системы, можно смело приступать к работе. Среди фото частных домов, полувальмовые крыши встречаются достаточно часто, так что подобрать понравившийся вариант будет несложно.
Мансардная полувальмовая крыша
Под мансардной крышей подразумевают конструкцию, которая имеет две вершины, в форме срезанных треугольников. Если дом имеет квадратную форму, то крыша получится пирамидальной. Такой тип крыши обладает повышенной прочностью. На прямоугольных домах мансардная кровля имеет две треугольные стороны и две трапециевидные. Располагаются скаты под одинаковым наклоном, что позволяет монтировать их симметрично осевым балкам.
Четырехскатная полувальмовая крыша
Для этого типа кровли характерны следующие преимущества и недостатки:
- повышенная прочность позволяет использовать эту конструкцию в регионах с экстремальными климатическими условиями, например, на берегу моря или мест, для которых характерны сильные ветра;
- эстетичный внешний вид позволяет такой кровле выглядеть уместно на фоне абсолютно любого пейзажа;
- низкий профиль обеспечивает повышенное противостояние крыши вибрациям;
- из-за формы конструкции могут возникнуть определенные сложности с чисткой и ремонтом поверхности;
- чердачное помещение полувальмовой крыши можно использовать для обустройства жилых комнат;
- необходимо продумывать дополнительную принудительную вентиляцию, что влечет за собой расходы.
Для полувальмовой крыши с мансардой используется кровля из металлочерепицы
Полувальмовая крыша для жилого дома
Все скатные крыши имеют одну общую особенность – наличие чердачного помещения, которое при должной отделке можно использовать как жилое. Такая конструкция позволяет значительно расширить жилое пространство без пристройки. Полувальмовая крыша также обладает отличными техническими характеристиками: выдерживает мощные ветровые нагрузки и обеспечивает надежную защиту фронтов дома от осадков.
В зависимости от особенностей конструкции, полувальмовые крыши разделяют на два основных типа:
- полувальмовая двухскатная крыша;
- полувальмовая четырехскатная крыша.
Фото домов с полувальмовой крышей в большом количестве представлены как на специализированных сайтах, так и на строительных форумах.
Дом из красного кирпича с полувальмовой крышей
Виды стропильных систем
Вальмовая крыша, как и любая другая, состоит из стропильной системы и каркаса.
Сверху укладывается «кровельный пирог».
Очень важно, чтобы распределение нагрузки производилось равномерно на всю конструкцию, стены сооружения и его фундамент. При возведении вальмовой крыши могут быть использованы разные типы стропильных систем
При возведении вальмовой крыши могут быть использованы разные типы стропильных систем.
Использование конкретной системы зависит от того, существуют ли в конструкции дома опоры или внутренние несущие стены.
Системы стропил существуют наслонные и висячие.
Висячая конструкция имеет 2 опоры, без промежуточной поддержки.
Опирается конструкция на несущие стены здания.
При использовании висячей конструкции на стены здания передается большое распирающее усилие.
Чтобы снизить его, используют затяжки из металла или дерева, которые соединяют стропильные ноги.
Система, имеющая наслонные стропила, используется там, где имеются внутри дома промежуточные стены.
Торцами стропила опираются на мауэрлат, который уложен и закреплен по периметру несущих стен.
Опорой для средней части стропила служит конструкция, которую устанавливают на среднюю несущую стену.
Такая конструкция весит меньше, чем при использовании висячих стропил и пиломатериалов на ее сооружение требуется меньше.
Такую конструкцию отличает от других высокая прочность и жесткость.
Монтаж стропильной системы двускатной крыши
Два вида стропильной системы определяют две разновидности технологии их сборки. Рассмотрим каждую по отдельности.
Монтаж наслонных стропил
Существует определенная последовательность сборки наслоных стропил.
- Устанавливаются две крайние опорные стойки под коньковый брус. Они не только будут подпирать брус, но и являться элементами, формирующими фронтоны здания. Крепят их в нижней части к мауэрлату. При этом строго выставляют по вертикали, а верхние торцы в одной горизонтальной плоскости. Для этого между стойками натягивают прочную нить, уровнем проверяют ее на горизонтальность. Если есть отклонения, то одну из опор (низкую) приподнимают при помощи деревянных подпорок.
- По горизонтально натянутой нити монтируют промежуточные опорные стойки с шагом 2-2,5 м. Чтобы брусы стоек не смещались, их подпирают временными крепежными элементами: подпорками или затяжками.
- На стойки укладывают коньковый брус, который к ним же и крепится.
- Производится попарно установка стропил двускатной крыши. Монтаж можно начинать с любой стороны. Крепление сразу проводится к мауэрлату и к коньку. Главное – выдержать расстояние между ногами, которое определяется в зависимости от тяжести и несущей способности кровельного материала. Обычно в проекте дома этот параметр указывается.
- Если есть необходимость, монтируются промежуточные опорные стойки и подкосы.
Установка стропил на конек по натянутой нитиИсточник kbumb.ru
Монтаж висячих стропил
Технология установки висячих стропил другая. Для этого вся конструкция, собранная из двух стропил и затяжки, собирается на земле. То есть подготавливаются кровельные фермы в необходимом количестве, которые затем поднимаются на крышу. Иногда мастера собирают фермы на крыше. Собрали одну – установили, собирают следующую.
Необходимо отметить, что такие фермы имеют значительную массу. Поднимать их вручную сложно и опасно, поэтому используют услуги подъемного крана. А это увеличивает себестоимость сооружения.
Собранные на земле стропильные фермы висячего типаИсточник moydom-irk.ru
Самое сложное – выставить фермы. Все они устанавливаются по месту монтажа с запланированным шагом, где временно закрепляются укосинами и подпорками. Затем между крайними фермами натягивается нить. Ее надо выставить так, чтобы она, во-первых, был натянута строго по горизонту, во-вторых, по конструкции, которая выше остальных.
Остается только приподнимать стропильные конструкции, которые оказались ниже натянутого уровня. И последнее – монтаж обрешетки, которая закрепит все фермы в одну стропильную систему
Обратите внимание, что в нижней части стропила будут закрепляться к мауэрлату
Установка стропильных ног полувальмовой двухскатной крыши
Высота диагональной стропилины в месте крепления к мауэрлату должна быть измерена. Аналогичное расстояние отмеряют от вершины конькового бруса и делают отметку. От этой точки до середины фронтона натягивают шнурок, по которому следует ориентироваться в процессе изготовления центральных стропилин.
Центральная нога полувальмы устанавливается следующим образом:
- Измеряют угол между натянутым шнурком и опорой, это необходимо для точного определения линии верхнего запила.
- Измеряют угол между диагональными стропилинами, он поможет точно снять грани для более плотной посадки в узел.
- Берут доску определенной длины и размером 5*15 см, делают запил по значению первого угла и затачивают его до получения углового выступа со вторым значением.
- Выполняют примерку заготовки. Для этого ее прикладывают к натянутому шнурку сверху и измеряют расстояние от конька до верха заготовки.
- Полученный результат переносят на нижний край доски. Расстояние откладывают строго по вертикали и проводят горизонтальную линию. Так создается запил врубки в нижней части конструкции.
- После врубки приходит очередь линии нижнего запила. С помощью рулетки отлаживают ширину карниза и проводят вертикальную линию до пересечения с диагональной стропилиной.
- Сразу крепить вальмовую ногу не рекомендуется, ее можно использовать для изготовления нарожников.
Нарожники изготовляют по аналогичной методике, но здесь важно учитывать фактические размеры и особенности установки.
Материалы для покрытия
Часто для покрытия полувальмовой крыши применяют профнастил или металлочерепицу. Эти материалы облегчают монтаж и ремонт покрытия, имеют малую массу и доступную цену. Между тем они достаточно прочны и долговечны, а также имеют вполне декоративный вид. Для голландской кровли металлопрофиль обойдется дешевле, чем для датской. Материал имеет меньше срезов и небольшое количество отходов. А применение черепицы в обоих случаях повлечет одинаковые расходы.
Любая разновидность полувальмовой крыши имеет как свои плюсы, так и минусы. Определиться можно только с учетом личных предпочтений. Для того чтобы без проблем сделать монтаж конструкции, следует произвести точные расчеты, знать правила установки, особенности применяемых материалов. От совокупности всех этих факторов зависит, насколько долго и эффективно будет служить крыша.
Пошаговый процесс возведения многощипцовой крыши
Сборка многощипцовой крыши проводится с соблюдением требований, указанных в проекте. Шаги следующие:
- Сначала необходимо систематизировать данные о климате в регионе климатические данные – они пригодятся в расчетах и в составлении проектной документации;
- Разработка проекта и расчет строительных материалов, составление сметы проекта. Этот шаг самостоятельно выполнить довольно сложно, поэтому не скупитесь – отдайте работу в руки профессионалов. Также рекомендуется предварительно составить список строй материалов, их количество и примерные размеры;
- Первый практический шаг – крепление укладывается мауэрлата по периметру наружных стен дома;
- Монтаж вертикальных опор и крепление горизонтальных прогонных балок для формирования конька;
- Сборка опорных балок, определяющих форму перехода и стыковки скатов;
- Стропильная конструкция укрепляется при помощи подкосов для более равномерного распределения нагрузок;
- Крепеж деталей проводится металлическими метизами – стальными пластинами, скобами, шпильками с резьбой или анкерами;
- На стропилах по наружной стороне собирается каркас из реек для крепления кровельного материала.
Элементы конструкции кровли и многощипцовой крыши Конструкция каркаса определяется выбором покрытия кровли. При монтаже мягкой кровли лучше смонтировать сплошной каркас, без промежутков. Если крыша будет накрываться жесткими кровельными материалами (металлочерепица, профлист, профнастил), в каркасе разрешается делать промежутки между рейками или досками.
