Стропильная система вальмовой крыши – конструкция и узлы.

При строительстве любого сооружения основным значением в кровле является не только внешний вид, но и ее конструкция. Ведь именно она будет осуществлять защиту всего здания от проникновения влаги и термическую защиту. В настоящее время популярность набрала вальмовая кровельная конструкция. Вальмовая крыша, стропильная система которой отличаться долгим сроком службы, обладает также многообразием своих конструкций и надежностью. Подобная кровля будет отлично подходить для зданий с мансардой, т.к. с легкостью позволяет решать проблему установки мансардных окон.

Конструкция стропильной системы вальмовой крыши обладает четырьмя скатами. Вальмы (торцевые скаты) располагаются от карниза до конька и выполнены в виде треугольника. Два других ската обладают трапецеидальной формой. Основное преимущество четырехскатной вальмовой крыши является в том, что она дает возможность сэкономить на материалах, а результат получается очень привлекательным. Но с другой стороны трудозатраты на монтаж такой кровли будут более высокие.

Во время установки подобной кровли могут быть использован один из 2 видов стропил:

1. Диагональные (накосные);

2. Промежуточные: центральные (рядовые) и угловые (нарожники).

Виды систем

Стропильная система шатровой крыши по способу монтажа элементов может быть разделена на наслонную и висячую. В случае висячих частей, схема в монтаже может представлять определенные сложности, а длительная эксплуатация может быть связана с некоторыми хлопотами во время ремонта. Обычно, подобные системы монтируются на внешние стеновые проемы, т.к. в них нет внутренних аналоговых систем. Системы наслонного типа являются более выверенными, экономичными и конструктивными. Чаще всего такие системы используются в зданиях, обладающих конструкциями опорного типа (столбами) или сооружениях, которые имеют среднюю несущую стену.

Если в сооружении есть добавочные конструкции для опоры, то это дает возможность выполнить более длинный участок пролета, оснащая его конструкцией наслонного типа. Это будет актуально во время монтажа вальмовых крыш, которые имеют наклон ската до 35°.

Конструкция включает в себя следующие элементы:

• Накосные элементы – монтируются по диагонали или по направлению углов проемов стен;
• Нарожники;
• Трапеции элементов ската;
• Ригели;
• Стойки и подкосы;
• Шпренгели;
• Прогоны и лежни.

Можно посмотреть на схему стропильной системы вальмовой крыши, чтобы было более понятны места расположения элементов и как может выглядеть ее чертеж.

Накосные диагональные стропила у четырехскатных кровель закрепляются одной стороной на нижнюю опору всей конструкции или в балку, которая продолжает ее. Другая сторона накосных стропил закрепляются на другую пару стропил. Эти элементы для вальмовых крыш по своим линейным размерам являются несколько большими, чем привычные всем комплексы. Это все из-за того, что на них прикладывается больше силового воздействия, т.к. они являются одновременным упором для нарожников.

Нарожники являются комплексами из стропил, которые укорачиваются по своей длине. Они фиксируются в одной точке на накосные стропила. При этом другая точка этой опоры монтируется на нижнюю опору. Когда ширина сооружения составляет более 4,5 метров, то стропильные элементы по длине компонуются одновременно несколькими элементами. Подобным образом, они переходят в разряд составных изделий.

Для того, чтобы снижать линейные размеры, возможно использование стоек и подкосов. Подобный подход к обустройству кровли дает возможность монтировать ее без использования распорок. Но в случае с коньковым устройством кровли, в котором части друг друга поддерживают, будет возможным использование подпорок. В таком варианте необходимо применять ригельные устройства.

Для того, чтобы предотвратить образования распоров в тех местах, где происходит взаимодействие плоскостей элементов конструкции с нижней опорой, выполняется горизонтальный уровень. В таких ситуациях возможно применение двух видов взаимосвязи с нижней опорой:

• На балку, врезаемую в дополнительный брус, который располагается на нижней опоре;
• На обвязку верхнего типа, прямо на нижнюю опору или на верховые венцы.

Прямиком в нижнюю опору врезаться будет нецелесообразно, т.к. от этого она будет снижать свою прочность. Ведь как раз лежень будет играть роль опор для стоек и подкосов.

Лежень устанавливается на внутренний проем стен или малые кирпичные столбы, имеющиеся в перекрытии. Иногда лежень закрепляется путем подгона деревянных подкладок, выполненных в горизонтали перекрытия. Этот способ подгона лежня дает возможность здорово упростить монтаж стоек и прогонов.

Не смотря на тип укладки лежня, который вы выберете, на первом этапе возведения необходимо выполнить гидроизоляцию. В случае, когда лежень будет укладываться на малых кирпичных столбах, его сечение может достигать до 100х150 мм. Когда лежень будет укладываться на стеновой проем или перекрытие, то его высота бывает на 5-10 см ниже. Монтаж лежня не будет нужен, когда осуществляется монтаж стропильной системы без подкосов на крыше. В таком случае, возможно будет осуществить обвязку нижней части стоек так называемыми схватками.

Элементы стропильной системы вальмовой крыши включают балку, которая выполняется из опорных частей и находится на нижней опоре параллельно, называют прогоном. Основной задачей прогона является придача всей системе дополнительную прочность. В таком случае прогон обязан быть расположен таким, чтобы у него имелась дополнительная подпорка. Между прогонами и нижней опорой наиболее оптимальной длиной будет длина не более 4,5 метров.

Применение прогонов в общей вальмовой конструкции обусловлено конструктивными особенностями. В первую очередь с наличием стеновых проемов и перекрытий, позволяющих закреплять расположенный продольно, по отношению к проему или закрепляющую на потолок балку, прогон.

Для обеспечения большего усиления требуется монтировать шпренгеля. При этом нужно учитывать линейные размеры пролета, который потребуется усиливать стропильными элементами. Шпренгеля изготавливаются из бруса или бревна. Накосные стропила, которые располагаются через стойку по диагонали, будут усиливать нагрузку, трансформируемую уже на шпренгель.

Применяемые опоры

Выбор формы может зависеть от материалов, используемых во время строительства здания. В разных типах построек конструкция стропильной системы вальмовой крыши может иметь упор на разны плоскости, например:

• В деревянных домах – на верховые венцы;
• В каркасных домах – на деревянную обвязку, формируемую сверху дома;
• Каменных домах – на нижние опорные брусья.

Диагональные накосные стропила имеют обычно большую линейную величину длины, чем у брусьев обычного типа. Для того, чтобы достигать нужную длину придется сращивать брусья. Все получающиеся стыки во время сращивания необходимо усиливать подпорами под подкосы или стойки. Процесс сращивания брусьев должна проходить так, чтобы узел стыковки по длине получался в точке 0,15хh, в котором обозначение h значит высоту стропила, а именно расстояние между 2 опорами.

Проводить расчеты линейной длины брусьев необходимо учитывая общее количество опорных конструкций. Обычно сращивание элементов осуществляют техникой прируба косого типа. После этого стыковочное место стропил стягивается болтами 12-14 мм.

Способы крепления нарожника

Для того, чтобы обеспечить жесткую фиксацию нарожника к элементу конструкции, необходимо провести подпил верхнего края этой части в одной плоскости с накосными стропилами. При этом это место (соединения) необходимо усиливать гвоздями.

Для повышения несущего момента всей конструктивной части, можно использовать следующую тактику. С двух сторон нижняя плоскость стропильного элемента усиливается брусками не менее 50х50 мм. Как раз на этих брусках необходимо размещать нарожники. Однако нужно учитывать то, что они не должны соприкасаться в одной точке с обеих сторон.

Еще одним из важных вопросов, которые будут возникать при обустройстве стропильной системы четырехскатной крыши, это подбор правильной древесины. Для таких кровель отлично подойдет сосна или лиственница.

Расчет вальмовой крыши

Для того, чтобы устройство стропильной системы вальмовой крыши обеспечивало безопасность, долговечность, надежность и привлекательность нужно правильно провести расчеты, которые позволят осуществить грамотную разметку, тем самым исключив погрешности. При этом, помимо того, что проводится расчет стропильной системы вальмовой крыши и параметров стропил, необходимо выполнить расчеты нужные размеры всех других элементов, которые будут использоваться в этом сооружении. Разметку нужно проводить чрезвычайно точно с обозначением тех мест, в которых будут фиксироваться стропила. Эта разметка должна включать в себя отметки для 2 основных точек на мауэрлате (нижней обвязке) и в по центру конькового бруса. Как раз здесь и будут укладываться центральные стропила.

Для сооружения подобной кровли нужно использовать доски толщиной не менее 50 мм. Связывается это с тем, что подобные доски смогут выдержать совокупные нагрузки снега, ветра, а также собственного веса.