Висячие стропила: сечение, пролет, способы монтажа

Чем различаются между собой наслонные и висячие стропила? Как подобрать оптимальное сечение стропильной ноги? Каким может быть максимальный пролет висячих стропил? Какими способами соединить стропила с мауэрлатом и коньковым прогоном? В нашей статье мы постараемся найти ответы на эти и некоторые другие вопросы.

Вальмовая крыша своими руками – устройство стропильной системы

Вальмовая крыша – это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) – треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза – это вальмовая крыша, если не достают до карниза – полувальмовая.

Крыша дома выполняет двоякую функцию – с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой – она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.

Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.

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.

Разновидности

В современном дизайне строительства можно найти очень много различных модификаций полувальмовой крыши, их постоянно используют для разных мансардных схем и жилых чердаков, полутораэтажных и двухэтажных построек с балконами и площадками для отдыха открытого типа. Все они основаны на двух обычных типах – голландской и датской схеме с полувальмовой постройкой каркаса стропил.

Голландская

Такой кровельный тип по устройству в полной мере совпадает с рассмотренной конструкцией с верхним размещением полувальмы. Простой голландский вариант постройки полувальмовых скатов применяют для домов полутораэтажного типа, стропильные системы которых сделаны с длинными скатами, которые расположены под большим наклонным углом.

Применение полувальмы дает возможность уменьшать ветровую нагрузку на систему стропил и единовременно защищать балкон/окно от дождя, и все должно быть построено на фронтоне здания. Голландский метод обустройства кровли полувальмового типа дает возможность надежно изолировать верхнюю чердачную часть от мансарды или жилого пространства под кровлей. Один из вариантов схемы полувальмовой кровли приведен в видеоролике. Такие системы идеально подойдут для мансардного обустройства с ломаной кровлей, дачных домов и загородных домов.

Датская

Разновидности

Это классика стропильной системы с нижним размещенным полувальм. Голландские модели, несмотря на доступность изготовления и простоту двухскатной кровли, получили менее распространены, нежели датские, так как рассчитаны на большие по габаритам каркасы стропил. Но в последние 15 лет с активным строительством двухэтажных и трехэтажных усадьб системы стали пользоваться не меньшей популярностью.

Читайте также:  Заделка отверстий в пустотных плитах перекрытий

Чертеж такой полувальмовой крыши с каркасами могут быть применены почти для всех видов построек, от загородных домов в 3 этажа до маленьких одноэтажных построек. В условиях крайне холодного и влажного климата Дании полувальмовые системы выстраивали с ломаными скатами, как изображено на схеме. Верхняя часть каркаса стропил должна быть под большим углом, до 70 градусов, нижние свесы и скаты расположены под наклоном в 20 градусов.

В результате получалась кровля, которая по форме сильно напоминает остроконечную средневековую шляпу, которая одинаково удобная и в дождь, и в снег. В таком жоме жили владельцы, причем обычно на втором этаже, и на первом находились кухня и печка, а на чердаке и в подкрышном пространстве хранились припасы и утварь. Долго датские крыши с ломаными скатами были визитными карточками Копенгагена. Современные системы стропил только отдаленно напоминают конструкции кровель двухсотлетней давности. Такая конструкция дает возможность обустраивать пару окон на чердаке, не прибегая к сложным врезным и слуховым системам.

Рекомендации и советы

Одним из самых узких мест таки х крыш связано с обустройством зоны, где примыкает верхняя кромка покрытия кровли к вертикальной фронтонной поверхности. Именно в такое место обычно затекает дождевая вода, и потому еще при сборке стропильной системы под обрешетку укладывают фартук из металла из оцинкованной, тонколистовой стали. Это даст возможность увеличивать жесткость стыковой линии и предотвращать отрывание планки примыкания к стенам.

Материал

Из чего собирается стропильная система? Вариантов здесь не очень много:

Материал
  • Профильная труба, двутавр или швеллер. Их применение оправдано при особенно жестких требованиях к прочности — значительные ветровые или снеговые нагрузки. Они обладают прочностью на изгиб, мало уступающей таковой у прутка того же сечения;

Металлическая стропильная система двухскатной крыши.

Материал
  • Брус или доска. В большинстве случаев висячие и наслонные стропила изготавливаются из указанных материалов. Как правило, пиломатериалы монтируются в положении «на ребре»: так обеспечивается максимальная жесткость конструкции при минимальном сечении каркаса.

Требования

Материал

Из каких именно пиломатериалов изготавливаются висячие конструкции? Как правило, в роли сырья выступает древесина хвойных пород (сосна, ель, пихта, реже — кедр или лиственница).

Древесина не должна иметь пороков, влияющих на ее прочность, на сжатие и изгиб:

Материал
Иллюстрация Описание
Косослоя — значительного отклонения направления волокон от продольной оси доски или бруса.
Гнили.
Сучков — кроме сросшихся.
Трещин — значительной длины, прежде всего косых.
Проростей.
Смоляных карманов.

Древесина стропил (как и все остальные элементы стропильной системы) в обязательном порядке обрабатываются антисептиком. Он не только защитит дерево от грибка и насекомых, но и сделает его менее горючим: в состав всех современных антисептических грунтов входят антипиреновые добавки.

Материал

Сечение

Расчет ширины пролета висячих стропил линейно взаимосвязан с их сечением и обратно — с шагом стропил. Вот рекомендуемые значения сечения бруса для разных пролетов при шаге стропил 90 сантиметров:

Материал
Пролет, см Сечение, см
300 15х5
350 17,5х5
400 20х5
450 17,5х7,5
500 17,5х7,5
550 20х7,5
600 25х7,5

В ряде случаев рекомендуется увеличивать сечение, уменьшать шаг или пролет стропил относительно приведенных значений. Когда именно?

Материал
  • На пологих скатах при значительных снеговых нагрузках;
  • На скатах со значительным уклоном в регионах с сильными ветрами;
  • При использовании тяжелых кровельных материалов — керамической черепицы или шифера.

Несущую способность стропил можно увеличить не только увеличением сечения бруса, но и попарным соединением досок фиксированного размера.

Материал

Стропила собраны из пары досок размером 150х50 мм.

Максимальный размер двускатной крыши обусловлен не только сечением бруса, но и устройством стропильной системы:

Материал
  • Висячие стропила с затяжкой на уровне верха стены могут использоваться при строительстве крыши шириной до 6 метров;
  • Аналогичную ширину может иметь двускатная крыша с ригелем (затяжкой, поднятой относительно уровня стен);
  • Стропильная система с нижней затяжкой и ригелем может иметь ширину до 9 метров;

Максимальные размеры для разных исполнений стропильной системы.

Материал
  • Такой же ширины может достигать крыша с центральной стойкой, опирающейся на нижнюю затяжку;
  • Наконец, при использовании нескольких стоек или подкосов двускатная кровля может перекрывать здание шириной до 12-14 метров. При этом используется треугольная трехшарнирная арка.

Максимальная ширина — 14 метров.

Материал

Деревянные балки-затяжки длиной более 6 метров будут испытывать огромную нагрузку на изгиб даже без учета веса кровли и лежащего на ней снега. В их качестве обычно используется не брус, а металлический или деревянный двутавр.

Читайте также:  Количество стоек для монолитного Перекрытие

Строительство сложных вальмовых крыш

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

Заключение

Дачный дом практически непрерывно в течение всего срока своего существования требует обслуживания, ремонта и реконструкции. Крыша, которая базируется на стропильной системе, защищает жилые помещения от внешней среды. Вся конструкция крыши, её обслуживание и своевременный ремонт должны быть объектом повышенного внимания хозяев. От этого зависит их комфорт и безопасность.

ОбсудитьПредыдущая

СтроительствоПочему каркасный дом нельзя обшивать ОСП – мы нашли материал дешевле и надёжнееСледующаяСтроительствоРеальная цена установки коробки с кровлей – показываю расчёты

Виды стропил

Перед тем, как положить стропила, необходимо узнать об их конструктивных особенностях и определиться с вариантом установки.

Существует два вида стропил: наслонные и висячие.

Висячие стропила – это наклонные балки, установленные на опоры с различной высотой. Опорой могут быть наружные стены дома (в случае односкатной крыши) или одновременно внутренние и наружные стены (при двухскатной крыше). Стропильные ноги не обязательно укладывать в одной плоскости противоположнее скатов. Их можно монтировать попеременно на коньковый прогон. Попеременная укладка стропил в области конька дает возможность создавать стропильную ферму. С этой целью все детали висячих стропильных систем связывают между собой в единую жесткую конструкцию.

Деревянную ферму для крыши обязательно укладывают на две крайние опоры. Благодаря тому, что внутренняя опора отсутствует, стропильные ноги упираются друг в друга в коньковом соединении, из-за чего создается достаточно сильное горизонтальное давление. Если технология стропильной системы была соблюдена неправильно, то на стены может передаваться слишком большая нагрузка, достаточная для их разрушения.

Чтобы такого не произошло, специалисты рекомендуют внизу у стропильной фермы делать пояс-затяжку. Его назначением является погасить возникающий распор.

Вальмовая крыша своими руками: пошаговая инструкция

Возведение крыши

Подписаться

Твинуть

Законтачить

статьи

Четырехскатные или, как их еще называют вальмовые крыши выглядят гармоничнее двухскатных и имеют лучшее сопротивление ветровым нагрузкам. Однако их стропильная система имеет гораздо более сложную конструкцию. Перед возведением каркаса подобной кровли нужно будет произвести несколько обязательных расчетов.

Конфигурация вальмовой крыши

Состоит такой каркас из:

1. Диагональных или накосных стропил. Таких элементов в системе четыре. 2. Промежуточных или дополнительных стропил. Они могут иметь различную длину в зависимости от того, крепятся ли к коньковому элементу или к накосным ногам. 3. Собственно самого конькового элемента.

4. Центральных стропил, служащих основой системы. Данных элементов шесть – по три с каждой стороны.

Составление проекта

Собирают вальмовую крышу, разумеется, с предварительным составлением схемы. Расчеты выполняются поэтапно:

  • Сначала необходимо определить длину конькового элемента. Находят центры коротких стен и проводят осевую линию дома (1 на рисунке ниже).
  • От нее по стене отмеряют пол толщины конькового прогона.
  • К поставленной точке прикладывают мерную рейку.
  • Напротив пересечения торцевой стены с внутренней поверхностью продольной (2) на ней ставят отметку.
  • Далее от первой метки отмеряют необходимую длину свеса.
  • Затем мерную планку кладут на смежную стену одним концом к внутреннему краю торцевой. Напротив первой метки делают отметку (3).
  • Подобным же образом размечают четыре квадрата с обоих концов осевой линии справа и слева от нее.
Читайте также:  Какой марки бетон нужен для фундамента дома из пеноблоков?

После разметки будут найдены в том числе и места расположения шести центральных элементов на мауэрлате.

Совет: Рейку можно сделать из обычной фанеры. Но лучше брать не слишком тонкую. Деформация получившегося инструмента может стать причиной неточности замеров. Зная высоту стойки под конек (а) и длину заложения (проекции на плоскость перекрытия) (в), несложно вычислить длину центрального элемента, пользуясь теоремой Пифагора – с= √(а2+в2). По той же формуле находится размер всех остальных – угловых и дополнительных ног.

Вальмовая крыша своими руками: пошаговая инструкция

Необходимые материалы

Для установки вальмовой крыши необходимо подготовить:

Paste a VALID AdSense code in Ads Elite Plugin options before activating it

Материал Параметры Для чего нужен Примечание
Брус 150*50мм Каркас Все элементы, собираются из материала одинакового сечения. В противном случае возможны искривления скатов в последующем
Утеплитель Пенополистирол или мин. вата
Гидро — и пароизоляционная пленка Полиэтилен или мембрана Защита теплоизолятора от влаги
Профлист, металлочерепица и т.д.
Доска 20*40мм Изготовление обрешетки Не стоит брать широкую

Порядок установки

Составив схему вальмовой крыши можно приступать собственно к ее возведению. Работу производят в несколько этапов:

  • На армопояс стен кладется мауэрлат.
  • Укладывается центральная опорная балка.
  • Ставятся стойки под конек.
  • Фиксируется сам этот элемент.
  • Набиваются центральные элементы.
  • Монтируются угловые.
  • Крепятся промежуточные. Шаг между ними зависит от размеров конструкции. Обычно он составляет 60 — 70см.

Раскрой

Для того чтобы работу было выполнять удобнее, предварительно стоит сделать специальный шаблон. Стропила в месте примыкания к прогону или угловым элементам срезаются под соответствующим углом.

Важно: Никаких нахлестов допускать нельзя. Все ноги должны быть установлены только встык. Иначе конструкция получится неустойчивой и недолговечной. На мауэрлате стропила закрепляются обязательно в посадочные гнезда.

Заключительный этап

Продолжают монтировать вальмовую крышу загородной постройки своими руками подшивкой «пирога». Предварительно изнутри все обтягивается пароизоляционной пленкой. Далее между стропил вставляется выбранный утеплитель. Затем монтируется гидроизоляционный материал. Подшивать его нужно на бруски — для устройства вентиляционного слоя. Далее на них монтируется обрешетка из доски. На нее устанавливается кровельный материал.

Итак, мы с вами выяснили, как сделать надежную вальмовую крышу. Как видите, процедура это довольно-таки сложная технически. Поэтому выполнять работу по возведению стоит самостоятельно только тогда, когда у вас имеется в этом достаточный опыт. В противном случае лучше пригласить специалистов либо обратиться за помощью к знакомому, умеющему собирать такие кровли.

по теме:

Завершение постройки полувальмы

Кровельный пирог полувальмовой крыши

Окончание устройства голландской крыши, как и любой другой, включает в себя укладку обрешетки, пароизоляционного материала, а также утеплителя, гидроизоляционной пленки и непосредственно самой кровли. Необходимо свободное пространство под коньком для циркуляции воздуха и вентиляции.

Обратите внимание!Пароизоляционную пленку лучше использовать с фольгированной стороной, которая защитит от влаги теплоизоляционный слой.

Завершение постройки полувальмы

Утеплителем могут послужить пенополистирольные плиты, стекловолокно или базальтовые плиты. Поверх них для защиты от влаги и конденсата настилают конденсатную пленку либо диффузионную мембрану. В качестве гидроизоляции до сих пор используют также и рубероид, но так как его свойства недолговечны, лучше от него отказаться в пользу более современных материалов.

Далее из деревянных реек выполняют контробрешетку для закрепления гидроизоляции и устройства зазора для вентиляции. Поверх контробрешетки делают основную обрешетку, по которой производят закрепление кровельного материала.

Расчёт площади кровельного покрытия

Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

Выполним расчёт для нашего примера.

1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

  • S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

Расчёт площади кровельного покрытия
  • S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

Суммарная площадь кровельного покрытия:

  • S Σ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.