Устройство конька вальмовой крыши — назначение, расчет высоты и длины, монтаж

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Схематично представить вальмовый тип крыши можно одним прямоугольником, который является основанием, двумя трапециями – грани конструкции и двумя равнобедренными треугольниками.

Отталкиваясь от такого представления конструкции, можно расчеты провести легко и без ошибок.

У любой крыши в процессе проектирования прежде всего определяется угол наклона.

Такой параметр выбирается на основании ряда факторов и является значением, от которого производят все остальные расчеты.

Алгоритм расчета площади конструкции:

После проведения расчетов рекомендуется провести проверку всех значений. Это поможет избежать неточностей и ошибок в строительстве.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Разновидности

Виды коньковых элементов

Коньковые планки, применяемые при устройстве кровли, могут быть нескольких разновидностей, в зависимости от их формы и материала изготовления. Современный строительный рынок предлагает широкое разнообразие таких конструкционных элементов.

Металлический конек крыши

Коньковый комплект можно подобрать или изготовить для любого кровельного покрытия:

• оцинкованной или/и окрашенной стали;
• керамического состава;
• битумного материала;
• асбестоцементных изделий;
• пластика.

Керамический

Обычно коньковый профиль подбирается из того же материала, что и сама кровля. Крыша, в этом случае, выглядит гармонично и эстетично. Формы конька могут быть самые разные, это зависит от архитектурной стилистики здания.

Монтаж крыши

Делается разметка.

Размечается ось по обвязке в высшей точке с торца строения.

Ведется расчет 50% толщины конька.

Ведется установка места размещения первой части всей системы.

Один отрезок мерной рейки необходимо приложить к намеченной оси. Второй край размещается по линии боковой стены. Тем самым находится точка размещения стропильного промежуточного компонента.

Определяется длина стропильного свеса. Размещается брус одной стороной на угол, находящийся снаружи стены, другой стороной на кровельный свес.

Рейка перемещается к краю боковой стены и намечается место закрепления стропил.

Все эти действия повторяются для всех углов.
Ведется расчет.

Проводится монтаж мауэрлата. Для него нужно выбрать брус из дерева разного сечения. Брус должен быть цельным по всей длине, на нем не должно быть трещин и сучков

Этому этапу нужно оказать особое внимание. Его нужно соединять внахлест, а не встык

Углы связываются между собой скобами, металлическими уголками либо пластинами.

Устанавливаются стропила, конек, стойки и боковые балки:

Сначала происходит устройство вертикальных стоек, за счет них будет удерживаться коньковый брус. Элементы крепятся к балке, расположенной по центру, используя систему укосов.

Происходит установка стропил, находящихся по диагонали. Они должны быть похожего размера и длины.

Устанавливаются накосные стропила, затем рядовые. Последние крепятся к коньковому брусу и мауэрлату методом врубки. Чтобы усилить фиксацию применяют стяжки и ригели. Сечение бруса для них должно быть достаточно большим.

Конек крепится к отвесам. Для него выбирается брус небольшого сечения. Конек – это направляющая основная деталь для монтажа всей системы.

К каждой стороне диагональной планки необходимо закрепить нарожник. Он свяжет между собой мауэрлат и накосные стропила.

Все элементы крепятся перпендикулярно к коньку.
Усиливается стропильная конструкция.

По углам кровли нужно зафиксировать шпренгели со специализированной стойкой, которая будет являться опорой для стропильного диагонального компонента.
По затяжке необходимо набить стойки.

Если стропильные элементы, расположенные по диагонали имеют некорректную длину, то нужно вместо единичного бруса использовать двойные балки.

Обустраивается вентиляция. В ветрозащитной пленке делаются небольшие отверстия, чтобы в них мог проникнуть воздух.

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

• Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
• Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
• Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
• Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.

Как рассчитывается высота конька:

• К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
• Высоту конька следует находить по формуле:H= d*tqα
   Где d – это ширина здания, tqα – угол ската.
• Конек должен размещаться строго по оси продольной.

Как определить длину конькового прогона:

• Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
• Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
• Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
• Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
• Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

• Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
• Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
• Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
• Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
• Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
• Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α — угол уклона кровельного покрытия.
• Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
• Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.

Как определить шаг установки стропил:

• Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
• Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

• Нужно знать следующие параметры:
  • Угол ската;
  • Вид покрытия крыши;
  • Снеговую нагрузку;
  • Уровень ветра.
  • Высоту строения в коньке;
  • Степень открытости земельного надела;
  • Шаг стропил.
• Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

L1=2/3 * L

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

• Стропильные ноги из бруса;
• Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
• Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
• Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
• Кобылки и подкосы из доски 50*100;
• Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
• Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
• Деревянная обрешетка.
• Слой пароизоляции.
• Теплоизоляционное покрытие.
• Слой гидроизоляции.
• Дощечки деревянные для обрешетки.
• Сама кровля.

Инструкция к калькулятору расчета четырёхскатной крыши

Заполните размеры в миллиметрах:

X – Длина крыши (без учета свесов), фактически это значение длины фасадной стены Вашего дома.

Z – Ширина кровли определяется шириной постройки.

Если Вам необходимо рассчитать шатровую крышу для квадратного дома, то введите равные значения X и Z. Четырехскатную кровлю для дома прямоугольной формы (X и Z разные) называют вальмовой.

C – размер карнизного свеса, (необходим, для защиты стен и фундамента от атмосферных осадков) определяется с учетом климатических особенностей Вашего региона (СП 20.13330.2011) и общей архитектурной задумки.

Для одно- и двухэтажных домов с системой водоотвода минимальный размер C – 400 мм (согласно СНиП II-26-76*), без организации наружного стока воды не меньше 600 мм. Оптимальная величина свеса равна примерно 500 мм.

U – Ширина стропила.

W – Толщина стропила.

S – Шаг стропил, т.е. расстояние между соседними стропилинами.

Длина стропилины, мм	Шаг стропил, мм	Сечение стропила, мм
До 3000	1200	80х100
До 3000	1800	90х100
До 4000	1000	80х160
До 4000	1400	80х180
До 4000	1800	90х180
До 6000	1000	80х200
До 6000	1400	100х200

При выборе сечения стропил обязательно руководствоваться рекомендациями, наведенными в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» », СНиП II-26-76* «Кровли» с учетом СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

O1 – Ширина досок обрешетки.

O2 – Толщина досок обрешетки.

R – Шаг обрешетки (т.е. расстояние между соседними досками).

Если необходим чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ, отметьте пункт «Черно-белый чертеж», это сэкономит цветную краску или тонер при печати.

Нажмите «Рассчитать».

Результаты расчета шатровой крыши:

Расчет размеров конька

При строительстве крыши размеры конька металлочерепицы рассчитывают по специальной формуле. Высота конька зависит от угла наклона крыши. Существует специальная таблица коэффициентов, где приводится соотношение между уклоном кровли и специальным поправочным коэффициентом для расчета высоты конька при устройстве крыши.

Формула для расчета имеет следующий вид:

H=0,5×B×K;

где H – высота конька;

B – ширина дома;

K – коэффициент зависимости от уклона крыши, его значение подбирается из специальной таблицы, представленной ниже.

Пример расчета высоты конька

Ширина здания = 8 метров;

Уклон крыши = 40°.

Рассчитаем высоту конька для крыши из металлочерепицы:

Н=0,5×8×0,86=3,44 метра.

Для конька с отбортовкой края следует применять усиленное крепление, что связано с опасностью его отрывания сильными порывами ветра. Перед началом строительства, следует приобрести комплект коньков под металочерепицу, которых хватит для настила по всей длине крыши с нахлестом не менее 5 сантиметров.

Расчет количества коньковой планки

Расчет количества коньковых планок выполняют по следующей формуле:

N=L_скатов÷(L_планки – 10);

где N – количество коньковых планок, шт;

L_скатов – длина скатов, мм;

L_планки – стандартная длина коньковой планки, мм;

10 – длина нахлеста в мм.

Выполнив правильный расчет количества коньковой планки, можно грамотно спланировать бюджет строительства крыши, чтобы оптимизировать все расходы заранее.

Советы и рекомендации по креплению конька на металлочерепицу

Важно понимать, что в процессе монтажа круглого либо плоского конька на металлочерепицу необходимо придерживаться определенных правил, благодаря которым можно получить желаемый результат:

• первым делом рекомендуется максимально тщательно проверить коньковую ось, а именно, ее расположение – она обязательно должна быть прямолинейной, возможное отклонение может составлять 20 мм, но это нежелательно;
• также стоит заранее подогнать все элементы конструкции, в данном случае углы у планки стоит подогнуть, планку необходимо сгибать до тех пор, пока крепежная полка и наклон ската не совпадут;
• в том случае, если наклон угла составляет 45 градусов, то планку придется согнуть намного сильнее, но больше всего проблем существует с коньками, имеющими круглую форму, обусловлено это тем, что такие изделия в процессе сгибания могут поменять форму, в результате чего используемая заглушка может не подойти по форме;
• устанавливать конек можно с любого торца – это не принципиально, коньковая планка должна находиться на линии стыка ската на уровне любого среза, нахлест конька на металлочерепицу должен быть примерно 10 см;
• используемый уплотнитель обязательно должен быть расположен в пазах конька, фиксация также осуществляется под ним, крепежные элементы начинают устанавливать с центра изделия, после чего максимально тщательно контролируют расположение изделия с обоих концов;
• крепление конька на металлочерепицу должно осуществляться через обрешетку, необходимо использовать саморезы, которые вкручивают через волну металлочерепицы в гребень, иначе деформации избежать не получится, в результате чего внешний вид готовой конструкции будет безнадежно испорчен.

Так как особой популярностью на данный момент пользуются самоклеящиеся вентиляционные ленты, то монтаж этих элементов обязательно должен быть осуществлен до того, как будут уложены коньковые планки.

Коньковая планка для металлочерепицы

Коньковая планка при обустройстве кровли играет довольно большое значение

Осуществляя монтаж коньковой планки металлочерепицы, стоит брать во внимание то, что подобные элементы обеспечивают надежный уровень защиты подкровельного пространства от проникновения природных осадков

На сегодняшний день существуют следующие популярные модели планок:

• карнизная – установка осуществляется на нижнем скате кровли, такая модель способствует оттоку дождевой воды;
• торцевая – довольно важный элемент, который обеспечивает защиту боковых скатов от проникновения влаги и сильных порывов ветра;
• нижняя ендова – необходимый вид планки, если планируется обустройство сложной кровли из металлочерепицы, в данном случае происходит закрытие внутренних углов;
• конек – элемент, используемый для защиты верхнего стыка крыши от проникновения природных осадков.

Все элементы имеют большое значение в обустройстве кровли, поэтому пренебрегать ими не рекомендуется.

Совет! При необходимости можно использовать аэроконек для металлочерепицы.

Высота дымохода относительно конька крыши СНиП ↑

Бытует мнение, что высота трубы относительно конька крыши, определяется исключительно желанием домовладельца и экстерьером дома. Однако, это не так. В действительности от нее зависят и КПД отопительного оборудования, и качественное отведение продуктов горения, и уровень расхода энергоносителей.

Грамотный расчет этого параметра основывается

• на месте расположения трубы по отношению к коньку;
• уклоне скатов;
• на наличии вблизи дома объектов или деревьев, которые выше его;
• интенсивности нагрузок ветра и снега, характерных для данной местности.

Совет
Расчет сечения дымоходной трубы и ее высоты ведется на основе основных требований СНиП, а также рекомендаций производителей отопительных приборов.

Приведем оптимальные значения искомой величины для некоторых конструкций:

• Плоская крыша. Независимо от сечения высота трубы должна быть больше полуметра.
• Скатная кровля. Пусть L= расстояние от коньковой планки. При

• L = 1,50 м, труба по высоте не может быть 50 см прогона или ограждающего парапета более, чем на 50 см;
• 1.5 < L< 3 м, труба предполагается выше этих элементов;
• L > 3 м, то параметр определяют по воображаемой линии, составляющей 10◦ с линией горизонта.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

• В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
• Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

472a6d6d87433316ae8a10165e63d447.jpe

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

• Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
• Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
• Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

• Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
• Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

1. Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
2. Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
3. Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
4. Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
5. Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.