Висячие стропила: сечение, пролет, способы монтажа

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.

Характеристики вальмовой крыши

Чтобы понять, как устроена схема стропильной системы вальмовой крыши, прежде всего, нужно разобраться с самой конструкцией, понять ее особенности. Такой вариант кровли довольно распространен. Главным отличием вальмовой конструкции от двухскатной является отсутствие фронтонов. Здесь они заменены скатами. В результате вальмовая крыша имеет два ската в виде трапеции, и два в виде треугольника.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой кровли

Популярность подобной конструкции придает ее преимущества. К таковым специалисты относят следующие:

  • В вальмовой кровли нет фронтонов. В результате такой особенности конструкции значительно уменьшается ветровая нагрузка. Именно вальмовый вариант крыши специалисты в области строительства рекомендуют использовать в регионах с неблагоприятными погодными условиями;
  • Еще одно преимущество – это большая защита стен дома. Вальмовая крыша дает возможность создать большие свесы кровли по всему периметру строения. В результате стены надежно защищены от дождей и других осадков, а значит и дом прослужить гораздо дольше;
  • У вальмовой крыши большая площадь. В результате кровля будет больше нагреваться, а значит, в зимний период можно немного сэкономить на отоплении;
  • Схема стропильной системы вальмовой крыши такова, что создается множество ребер жесткости. В результате такой особенности сама конструкция более устойчива, чем ее двухскатный вариант. Вальмовая кровля меньше подвержена деформации от любой внешней нагрузки.

Когда используются висячие стропила

Необходимость применения висячих стропил бывает обоснованной при совокупности трех главных условий:

  • внутри строения отсутствует продольная несущая стена;
  • пролет перекрытия составляет около 6-10 метров;
  • устройство чердака или мансарды требуется по условиям технического задания.

Так как центральной опоры под коньком нет, стропильные ноги поддерживаются лишь в нижней части внешними несущими стенами. Элементы опираются на мауэрлат, уложенный по периметру дома, или на балки перекрытия. Конек же образуется посредством стыковки стропил, поддерживающих друг друга. Такая конструкция создает сильнейшее распирающее усилие, приходящееся на наружные стены.

Нейтрализовать распор помогают горизонтальные затяжки, выполняемые из деревянных брусьев или металлических профилей. Их можно устанавливать на разных уровнях, но следует учитывать тот факт, что чем выше будут укладываться элементы, тем бо́льшие нагрузки они испытают в процессе эксплуатации.

Для висячих стропил важными факторами являются: качество пиломатериалов и надежность креплений. По возможности, собирать стропильные фермы рекомендуется на строительной площадке с последующим их перемещением посредством подъемной техники. Их геометрия, в этом случае, окажется более правильной, а узлы – качественными. Но технология допускает монтаж стропильной системы и по месту, с использованием временных креплений.

Учитывая сложность и ответственность возведения вальмовой крыши с висячими стропилами, ее проектирование и устройство следует поручить профессионалам. Экономия в этом вопросе не уместна.

Устройство полувальмовой кровли

Достоинства и недостатки

Большинство людей считают, что дизайн и внешний вид такого кровельного типа достаточно красивый. Крыша с полувальмой выглядит более современно и изящно, недели старые двухскатные прямоугольные и даже шатровые крыши.

Преимущества полувальмовых кровель. Немного нестандартная и странная, на первый взгляд, крыша с полувальмовым скатом вначале появилась в Голландии и Дании, как самый оптимальный вариат, который способен противостоять климату с большим числом тумана, дождей и снега, постоянными морозами и регулярным кровельным/фронтонным обледенением. По этой причине в крыше полувальмового типа вначале были заложены определенные конструкционные особенности, которые позволяют бороться со влагой:

  •  Дополнительные скаты прекрасно защищают верхнюю часть фронтона, которая примыкает к коньку, от затеканий воды, тумана конденсирующегося типа и сильного дождя с ветром.
  • Применение полувальм дало возможность снижать давлением потолка воздуха на фронтоны при условиях сильных ветров.
  • Использование конструкции полувальмового типа вместе четырехскатной полноценной крыши дало возможность уменьшать продольные размеры постройки.
Читайте также:  Марка бетона для плитного фундамента частного дома

На первый взгляд, это не так уж и важно для современных условий, но еще совсем недавно укороченный скат полувальмового типа кровли являлся решением проблем при условиях весьма плотной городской постройки. Домовой дизайн с укороченной кровлей оказался очень даже красивым, и потому датская крыша с черепицей или ломаная полувальмовая кровля уже давно стала классикой архитектуры.

Устройство полувальмовой кровли

Обратите внимание, что полувальмы весьма эффективно отражают ветровой напор.

Если произвести замену полувальмовой двускатной крыши, с плоским фронтоном, то последние станут испытывать нагрузки в несколько сотен килограмм, что способно привести при сильных ветрах к выдавливанию стеновой облицовки.

Недостатки крыш с полувальмами. Помимо красивого дизайна и адаптации к ужасным условиям погоды, у такого типа конструкции есть и некоторые минусы. Прежде всего, высокие кровельные профили. Изначально полувальмовые кровельные каркасы были достаточно высокими. В современных типах конструкций коньковая высота определяется заказчиков. Но даже при малой высоте установки коньковой балки установки полувальмовой кровли куда сложнее, нежели в случае двухскатных каркасов стропил по классической схеме.

У полувальмовых крыш вторым основным минусом будет увеличение числа швов и линий стыковки сопряженных скатов. В таком типе крыши их намного меньше, нежели у шатровых или классических схем четырехскатного типа, но все равно список мест потенциальных протечек воды больше, чем у системы двухскатного типа. По этой причине на первые полувальмы кровель часто устанавливают дополнительные козырьки, которые отражают часть потоков воды от дождя и защищающие от намоканий стены и фронтоны под ними. Для четырехскатных кровель проектировщики нашли другое решение, и вместо стандартных козырьков они продлили две скатные боковые плоскости, в результате чего верхняя кромка и окно с планкой примыкания оказались под их защитой.

Виды стропил

Чтобы понять, что представляет собой конструкция висячих стропил, нужно хорошо представлять себе устройство каркасов крыш разных типов. Нам в данном случае интересны всего два их типа:

Виды стропил
  1. Двускатной крыши, в сечении обычно представляющие собой равнобедренный треугольник. Треугольные арки нередко монтируются с вертикальными фронтонами (иногда — с чердачной дверью и световыми окнами);
  2. Вальмовой крыши, в которых вместо вертикальных фронтонов присутствуют два дополнительных ската. Этот тип крыш популярен в регионах с сильными ветрами.

Каркас дома с вальмовой крышей.

Стропила перечисленных выше крыш могут относиться к одному из четырех типов:

Виды стропил
  1. Наслонные стропила (металлические или деревянные) опираются на внутреннюю стену или стойку, которая, в свою очередь, переносит вес кровли на капитальную стену дома;
  2. Висячие стропила в отличие от наслонных опираются только на внешние стены строения. Как следствие, они испытывают нагрузки и на изгиб, и на сжатие.

Нагрузка на сжатие передается наружным стенам дома; для ее компенсации пара стропильных ног обычно снабжается затяжкой — брусом или металлическим профилем, связывающим ноги у основания или ближе к коньку. При нижнем расположении затяжки служат основой пола чердака;

Схемы висячей и наслонной стропильных систем.

Виды стропил
  1. Диагональные стропила связывают коньковый прогон вальмовой крыши с углами строения;
  2. Нарожные опираются на мауэрлат (брус, опоясывающий стены по периметру и выполняющий функцию опоры для стропильной системы) и на диагональные стропила.

Диагональные и нарожные стропила.

Уточним: боковые скаты вальмовой кровли устройством не отличаются от двускатной и опираются на те же висячие или наслонные стропильные ноги.

Виды стропил

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Вальмовые крыши в зависимости от своих конструктивных особенностей могут иметь различную стропильную систему, а также относиться к определенному типу кровли. Ниже в таблице представлены разновидности вальмовых кровель.

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Таблица. Виды вальмовых крыш.

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш
Разновидность Описание

Классически вариант

Свесы у такой крыши находятся на одной высоте относительно друг друга. Фронтоны имеют форму треугольника, скаты – трапециевидную. Диагональные ребра опираются на конек.

Полувальмовый тип

У этой крыши фронтоны вертикальные, в них можно врезать окна и улучшить освещение чердачного помещения.

Шатровый тип

У такой крыши нет опорной коньковой балки. Диагональные стропила сходятся в одной точке, далее устанавливаются обычные рядовые элементы. Идеальный вариант кровли, если дом имеет квадратную форму. Но сделать коньковый узел в центре крыши очень и очень непросто.

Ломаный вальмовый тип

Это самый сложный вариант подобной кровли. Здесь стропильная система очень непроста, так как все скаты отличаются по площади и углам расположения. Но зато внутри под крышей можно интересными способами использовать свободное пространство, а дом сделать эффектным и запоминающимся.
Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Схема строения стропильной системы крыши

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Также у вальмовой крыши могут быть разные стропильные системы в целом.

Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш
  1. Висячая, когда стропила опираются на конек и на мауэрлат. Здесь идет большая нагрузка на прогиб и распирание. Так что придется устанавливать затяжки. Такой вариант стропильной системы использовать для вальмовой кровли не советуют. Но систему можно использовать для строений шириной не более 6 м.
  2. Наслонная, когда стропилины опираются на мауэрлат, конек и стойку, установленную посередине на несущую внутреннюю стену. Нагрузка на систему в этом случае меньше. Это надежный и прочный вариант, да еще и более простой в монтаже. Вариант подойдет для строений шириной до 12 м и более в зависимости от количества дополнительных опорных элементов.
  3. Комбинированная система имеет и висячие, и наслонные элементы. Все балки будут видны, они не будут закрыты обшивкой, так как стойки опираются в этом случае на колонны или столбы, а не на внутренние перегородки.
Разновидности стропильных систем и вальмовых крыш

Схема видов стропильных систем

Эскиз крыши

Прежде чем приступать к монтажу кровельной конструкции рекомендуем выполнить ее эскиз в масштабе. Этот эскиз будет своего рода макетом и инструкцией по созданию вальмовой крыши:

  • Рисуем дом в двух проекция (анфас и профиль) соблюдая все пропорции в масштабе;
  • Отмечаем на проекции анфас высоту конька и выбранный угол скатов;
  • Определяемся с длиной конькового прогона на проекции дома в профиль;
  • На схемах наносим шаг стропил, вычерчиваем все стропильные ноги;
  • Дополняем эскиз необходимыми отметками для усиливающих элементов системы.
Эскиз крыши

Данный эскиз не только поможет визуализировать будущую кровлю, но и станет своеобразной инструкцией по ее возведению. Кроме того, данный чертеж поможет определиться с необходимым количеством строительных материалов.

Точки крепления стропил

Стропильные ноги стыкуются друг с другом и с другими элементами системы в нескольких местах:

  • мауэрлат (верхний венец, обвязка);
  • конек или коньковый узел;
  • вертикальные опоры;
  • балки перекрытия;
  • соединения стропил с карнизными кобылками;
  • при большой длине ската сами ноги могут быть сращенными.

Соединения выполняются с запилом или без запила. Метизы, которые используются для крепления:

  • уголки позволяют выполнять соединения без запила. Их крепят к брусу саморезами или гвоздями «ерш»;
  • перфорированные ленты и пластины;
  • кронштейны из двухмиллиметровой оцинкованной стали. Их крепят гвоздями, саморезами, анкерными болтами. На них похожи крепежные элементы LK;
  • «салазки», обеспечивающие скользящее крепление стропил. Такой способ крепежа предотвращает разрушение системы при усадке дома;
  • болты и гайки, саморезы, проволочные стяжки.

Рассмотрим подробнее, как выполняются отдельные узлы.

Усиление стропильной системы

В том случае, когда уклон вальмовой крыши не слишком большой (что влечет снеговые нагрузки), необходимо провести усиление стропильной системы. Для этого необходимы шпренгельные фермы и сами шпренгели.

Что же такое шпренгель? Это брус, который следует укладывать на две стороны так, что бы они сходились углом. На данный брус необходимо установить вертикальные стойки, которые будут поддерживать диагональное стропило. Это можно проводить не только в верхней части, но и в нижней части накосного стропила.

В случае если необходимо усилить верхнюю часть, то следует использовать шпренгельную ферму. В таком случае вертикальная стойка усиливается за счет пары подкосов. На этом этапе основная работа по устройству стропильной системы – заканчивается.

Восстановление повреждений

Не бывает ничего вечного, и стропильная система может потерять свои начальные свойства. Из-за неправильного расчёта или от времени стропильная нога может начать прогибаться. В этом случае наиболее эффективны будут боковые накладки. Для усиления стропильной системы применяются стяжки (ригели) и подпорки (стойки).

Восстановление повреждений

При необходимости выпрямления прогнувшейся стропилины (стропильной ноги) её выпрямляют с помощью домкрата или гидроцилиндра.

Восстановление повреждений

Дерево за время может подгнить или потрескаться. Можно увеличить несущую способность стропильной ноги, применив «подмогу». Это дополнительная балка, которая крепится хомутами в нижней части основной балки стропила. Дерево лучше выбирать хвойных пород, просушенное.

Восстановление повреждений

Иногда происходит разрушение узла крепления стропильной системы к стене дома. Это может привести к разрушению крыши в целом. В этом случае узел крепления следует разобрать и заново собрать по всем правилам.

Восстановление повреждений

Важное значение для прочности стропильной системы имеет правильное выполнение конькового узла.

Восстановление повреждений

Радикальным способом модернизации является построение новой, более островерхой крыши над старой с последующей связкой их в единую конструкцию. Получается более прочная и жёсткая конструкция.

Стропила и опоры

Отличия в монтаже сложной вальмовой крыши от двускатной заключаются в наличии большего числа составляющих. Они таковы (схема):

Коньковый прогон. Это специальный брус. На нём монтируются стропильные дуэты.

Диагональные стропила (ДС). Они составляют рёбра вальм. От завершения конька они следуют к угловым узлам мауэрлата, соединяясь с ним. По длине они превышают стандартные стропила. Материал для их создания должен обладать большим сечением. И таковым обычно становятся сдвоенные доски. Составляя чертежи, важно учитывать, что угол позиции таких стропил более пологий, чем у стандартных (промежуточных) стропил.

Стандартные или промежуточные стропила (ПС). Местом закрепления их верхушки служит коньковый прогон, а зона их окончания – мауэрлат.

Стропила и опоры

Центральные стандартные стропила. Их обычно 6 штук. Они стыкуются с завершением конька и ДС. На эту стыковку уходит много сил. Здесь нужно абсолютная концентрация и соблюдение точных разметок.

Нарожники или ноги короткой длины. В верхней стороне не допускается их контакт с коньком. Место их соединения – диагональные стропила Чем ниже позиция нарожника, тем он короче.

Затяжка. Это перемычка из бруса. Она позиционируется между стандартным стропильным дуэтом.

Ригель. Это затяжка, устроенная в верхней зоне кровли, прямо под коньком.

Балки перекрытия. Это затяжки, монтируемые внизу, в основании стропил.

Стойка. Это брус вертикального положения. Он служит опорой коньку, распределяет массу кровли на несущие элементы. Если нужно сделать мансардную зону просторнее, стойки можно сосредоточить посередине стропил.

Подкос. Это опоры, закрепляемые в перпендикулярной позиции к стропилам. Они уберегают их от провисания. Подкос крайне необходим, если скаты крыши достигают в длину 4,5 – 5 м.

Стропила и опоры

Шпренгель. Это устройство для поддержки диагональных стропил. Шпренгель образуют две балки. Одна монтирует две части мауэрлата. Вторая с упором заходит в первую и так же в одно ДС.

Специалисты рекомендуют для всех элементов стропильной сети задействовать одинаковые материал. Должны соблюдаться одно сечение и метод крепежа.