Калькулятор вальмовой крыши: правила расчетов

Основные этапы подготовки кровли к монтажу коньков и хребтов

До начала монтажа нужно рассчитать необходимое количество столбцов черепицы на скате, с учетом того, чтобы вынос черепицы за пределы крайних стропил не превышал 30 см. На основании этого расчета определяют ширину конька, а также точки установки крайних рядовых и коньковых черепиц.

Рисунок 1 – Расчет ширины скатов

Первый элемент, который устанавливается на карнизном свесе – капельник. Он необходим для отведения конденсата с подкровельной гидроизоляции.

Рисунок 2 – Установка карнизной планки (капельника)

Затем на скатах укладывают диффузионную мембрану «Дифорол». Край мембраны приклеивают к капельнику двусторонним скотчем.

Рисунок 3 – Укладка диффузионной мембраны

Внимание! При устройстве теплого чердака или мансарды с использованием диффузионной мембраны делать вырезы в районе конька для выпуска воздуха из утеплителя не нужно! Поэтому мембрана укладывается через конек с перехлестом не менее 5 см. На скаты поверх мембраны набивают бруски контробрешетки

На коньке все бруски контробрешетки запиливают под одинаковым углом

На скаты поверх мембраны набивают бруски контробрешетки. На коньке все бруски контробрешетки запиливают под одинаковым углом.

Рисунок 4 – Монтаж брусков контробрешетки

На карнизном свесе устанавливают брусок нижней обрешетки. Зазор под карнизным свесом закрывают вентиляционной лентой. Размечают положение нижней опорной обрешетки. Верхнюю обрешетку устанавливают на расстоянии 2-4 см от линии пересечения брусков контробрешетки.

Рисунок 5 – Установка верхней приконьковой обрешетки

Ошибка! Если верхняя обрешетка закреплена слишком низко, то коньковая черепица не сможет прикрывать верхний край рядовой, под кровлю будет проникать вода.

Для каждого ската шаг обрешетки рассчитывают таким образом, чтобы получить целое число рядов черепицы. Положение обрешетки определяют разметочной шнуркой. Бруски обрешетки крепятся на контробрешетку строго горизонтально.

Рисунок 6 – Расчет шага обрешетки на скате

На будущем фронтонном свесе проводят разметку вертикальной линии обрезки обрешетки и определяют уровень установки крайней коньковой черепицы. Бруски обрешетки отрезают по вертикальной разметке. Капельник отрезают на ширину лобовой доски. На выносе обрешеток снизу крепят брусок контробрешетки. Торцы закрывают лоскутом мембраны. Поверх нее к торцам обрешеток прибивается лобовая доска. Лишнюю пленку отрезают и закрепляют на доске степлером.
При наличии водосточной системы монтируют пластиковый фартук свеса. На всех скатах устанавливают аэроэлемент свеса.
На большом скате по нанесенной разметке укладывают рядовую черепицу.

Принципиальные отличия и способы реализации

Приступая к изучению процедуры возведения этих элементов, следует разобраться, в чем разница между такими понятиями, как «конек крыши» и «конек кровли». Первый формируется в местах пересечения двух скатов крыши, а второй – отдельный элемент, который выбирается в зависимости от типа кровельного материала.

Главное предназначение конька крыши – обеспечение вентиляции и выведение влаги, образующейся на внутренних сторонах скатов. Функционирование этого элемента достигается путем укладки кровельных материалов, таким образом, чтобы между ними оставался небольшой зазор в верхней точке смыкания.

Конек крыши из шифера

На сегодняшний день устройство конька можно осуществить как посредством готовых комплектов, так и своими руками, заготовив необходимые материалы. В первом случае владелец избавляет себя от проведения замеров и подготовки металла к монтажу. Если у вас все подобрано, остается только лишь выбрать форму, которая представлена фигурными, рельефными, конусными, полукруглыми и другими типами. Самостоятельное изготовление конька предусматривает нарезку металла своими силами и выполнение ровного сгиба, что в большинстве случаев трудно осуществить в домашних условиях.

Конек из камыша

Существует множество готовых решений как для крыш из металлочерепицы, так и для других кровельных материалов. Как правило, производители той или иной продукции предлагают использовать их материал, подготовленный специально под их покрытие. Следует сказать, что приобретение готовых элементов конька – оптимальное решение, обеспечивающее точную подгонку каждой детали и что поможет создать превосходный эстетический внешний вид. При этом от владельца требуется лишь поднять нарезанные заготовки на крышу и в соответствие с инструкцией выполнить их монтаж.

К возведению конька крыши следует приступать только после окончания всех кровельных работ. Его фиксация осуществляется на подготовленное покрытие, что требует в варианте утепленной крыши выполнение изоляции перед процессом размещения конька.

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

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.

Расчет

Для уклона ската до 30° стропило считается изгибаемым элементом. Формула расчета по определении его толщины, при заданной ширине (h), несложная:

b = 6M/(Rxh²),

где R — сопротивление древесины изгибу (для сосны 130 кг/см2), а M — максимальный изгибающий момент.

Самое сложное:

это определение максимального изгибающего момента, который зависит от совокупной нагрузки и конфигурации стропильной системы. Вычислить его неспециалисту можно, но непросто. Тем более, что после определения размеров необходимо проверить соответствие стропила нормативному прогибу на самом длинном участке, который должен быть не больше 0.5% от его длины. Если такого соответствия нет, то один из размеров увеличивают и проводят расчет заново.

Обычно конструктивно выбирают для стропила доску толщиной 50 мм (b). И часто авторы пишут о достаточной ширине в 150 мм (h), но это не всегда так. Например, у крыши с углом в 30° и суммарной длиной пролета в горизонтальной проекции 4.5 м (1.5+3), для рассчитанной ранее совокупной нагрузки, ширина стропильной ноги должна быть 160 мм (ближайшая стандартная доска — 175 мм) и это при условии, что есть дополнительная точка опоры. Если она отсутствует, то расчетный прогиб будет больше нормативного.

Поэтому нельзя действовать «интуитивно», особенно для капитальных построек, а лучше расчет провести либо самостоятельно с помощью соответствующих программ, либо доверить это специалисту.

Даже в первом случае будет лучше, чтобы в этом участвовал человек знающий, который сможет внести необходимые коррективы в чертежи, для усиления конструкции и обеспечения необходимой прочности.

Специфика крыши такого типа

Вальмовую кровлю образуют такие узлы (схема):

Конёк служит вершиной крыши. Это линия, образованная стропильными тандемами на участке их скрепления. Специфика конька – он проигрывает в длине перекрываемому строению.

Вальмы. Это скаты треугольной формы. Они позиционируются над торцевыми стенами и используются вместо фронтона. Их составляют диагональные и промежуточные стропила (ДС и ПС).

Скаты. Их форма- трапеция. Их начало получается от конька, а завершение – в свесе.

Рёбра. Это углы, получившиеся в зонах скрепления вальм и скатов. Количество вальм равно числу ДС. Их итоговое число – 4.

Водосточная сеть. Её составляющие: воронки, трубы и желоба. Она позволяет отводить ненужную жидкость с поверхности такой крыши в канализацию.

Многообразие коньковых элементов

Современный ассортимент товара в магазинах в этой области большой. В отдельных вариантах конек укладывается на стойки из бруса, расположенных на потолочных перекрытиях или стяжках. В другом случае он образуется посредством обшивки досок под определенным наклоном, которые размещаются вплотную друг к другу. На сегодняшний день существуют следующие разновидности конька:

Коньковая планка (профильный конек). Его главным предназначением служит соединение двух скатов крыши и защита от попадания под них влаги и грязи. Изобилие расцветок позволяет подобрать конек в тон к кровле и обеспечить единую гармонию общего цвета. В ходе монтажных работ не следует забывать про прокладку специального уплотнителя.
Врезной и пересеченный. Эти типы коньков часто используются при возведении вальмовой стропильной системы. Фиксация элементов осуществляется путем врезки в скаты кровли или установки пересечений.
Полукруглый. Не сильно отличается от первого типа, но имеет более эстетичный вид. Кроме этого, с торцов устанавливаются специальные заглушки, предотвращающие попадание мусора и атмосферных осадков.

Определяющие нюансы при монтаже

В ходе выполнения работ необходимо учитывать, что обеспечение вентиляции пространства, находящегося под кровельным покрытием, достигается за счет оставляемого зазора. Закончив с облицовкой скатов, следует приступать к укладке вентиляционного материала, обеспечивающего надежную защиту опорного бруса будущего конька от проникновения атмосферных осадков.

Вместе с тем промежуточный слой решает и другую важную задачу – исключает проникновение в чердачное помещение насекомых и птиц. В качестве основы для этого элемента целесообразнее использовать специальные уплотнители, минеральную стеклянную вату и пр.

При установке конька запрещается использование монтажной пены и герметиков, поскольку они препятствуют циркуляции воздуха под крышей.

Что собой представляет вальмовая крыша

Данный вариант кровли имеет четыре уклона. Две длинных ее наклонных поверхностей имеют трапецеидальную форму, а две других, меньшего размера, имеют форму треугольника – именно их называют вальмами. Они расположены по фронтонам строения и соединяют конек с карнизом. Трапецеидальные плоскости имеют большую площадь и уклон, также располагающийся от верхнего горизонтального ребра до карниза.

Вальмовая кровля имеет несколько различных конструкций:

Традиционная с двумя скатами трапециевидной формы и двумя вальмами, ее называют «голландская» крыша.
Шатровая – имеет одинаковые по размеру скаты треугольной формы. Идеально подходит для строений квадратной формы.
Полувальмовая – вальмы закрывают только верхнюю часть торца не более чем до середины. Подходит для строительства домов с мансардой, ее называют «скандинавская» кровля.
Полувальмовая – вальмы не имеют треугольной формы, а являют собой форму небольших трапеций. Такая крыша дает большое мансардное помещение, еще ее называют «датская» кровля.

Как и любой другой вид, вальмовый тип крыши имеет каркас и стропильную систему – на них и держится вся конструкция.

Установка конькового бруса

Рассмотрим, как крепить коньковые брусья

Они производятся только из качественного пиломатериала, что связано с важностью конструкции, которая должна выполнять функции длительной и надежной эксплуатации, нести нагрузку, быть безопасной для жильцов здания. Важно, чтобы прогон не делал вес крыши больше, иначе прочность конструкции будет под вопросом

Стропила же должны служить долго, выполняя возложенные функции. С этой целью для конькового бруса часто используется сосновый пиломатериал, сечение которого 20х20 см.

Крепление стропил к коньковому брусу подбирается в зависимости от типа здания: жилого или хозяйственного назначения. В зависимости от этого и будет подбираться материал конька, его сечение и размеры. Например, для бани обычно применяют хорошо просушенную лиственницу, которая отличается более тяжелым весом и прочностью к нагрузкам. Также лиственница отлично справляется с паром, задерживает тепло и держит черепицу. Жилые здания строят из сосны, поскольку крышу принято покрывать так называемой гибкой черепицей.

Лиственницу для изготовления бруса применяют, если дом будет покрываться тяжелой черепицей, для которой нужна прочная и крепкая строительная каркасная конструкция

Важно, чтобы стропила держали не только саму крышу, но и не становились лишним весом для стен. Они должны идеально держать прогоны, не прогибаться под ними

Для того чтобы сделать стропилам центральную опору, нужно установить брус. Его концы будут упираться в параллельные несущие стены. Правильный монтаж такой конструкции требует вычисления таких данных, как:

Среднегодовое количество осадков, которые выпадают в той или иной местности.
Есть в регионе сильные ветры или нет.
Проектная ширина дома.

Брус коньковый позволяет избежать таких процессов в строительстве дома, как забивание гвоздей, сверление дрелью. В результате чего можно избежать образования щелей, сохранить целостность бруса и обеспечить надежность всей системе стропил.

Двускатная крыша также требует применения конькового прогона, который впоследствии выполняет функции конька крыши. Для того чтобы построить жилой дом размером 6х6 м, рекомендуется брать прогон, сделанный из бревна или цельного бруса. Прогон будет опираться на 2 фронтона, и никаких опор не понадобится. Если же длина дома будет больше 6 м, тогда разрешается применять строительные фермы и составной коньковый прогон

Важно, чтобы брус лежал на наружных фронтонах

Крепление конькового бруса проводится разными методами, что позволяет соединять брусья нужным образом. Главная цель каждого соединения – сделать конструкцию прочной и надежной. Современные технологии позволяют соединять брусья между собой так, чтобы не применять никакие дополнительные материалы для утепления. Если проектная документация составлена правильно, то дом получится не просто крепким, способным держать крышу, но и станет экологически чистым и надежным для жилья.

Стропильная система четырехскатной вальмовой крыши своими руками

Сложное устройство стропильной системы вальмовой крыши отпугивает начинающих мастеров от ее создания своими руками. Однако, такой способ перекрытия прекрасно подходит для частных домов небольшого размера в европейской стилистике. Чтобы качественно выполнить монтаж вальмовой кровли своими руками следует провести подготовительную, проектную детальность: выполнить расчет, составить чертеж и нанести разметку. Для этих процессов необходимы базовые знания о строении стропильного каркаса, строительные нормы по выбору угла наклона кровельных скатов.

Состав стропильных ферм

Стропильная система выполняет функции опорного каркаса, на котором лежит основной вес кровли. Ее основной элемент – стропильные ноги, вальмовая кровля насчитывает 4 различных разновидности стропил:

Диагональные (угловые) стропила. Конструкция стропильной системы вальмовой кровли имеет 4 угловых стропильных ноги. Они продолжают коньковый брус, соединяя его с углом торцевой стены. За счет угловых стропил формируется вальмовый скат, их длина превышает аналогичный параметр рядовых. Так как диагональные ноги несут на себе вес кровельного материала вальм, а также к ним осуществляется крепеж нарожников и торцевых рядовых стропил, для изготовления требуются доски сечением 100х150 мм или сдвоенные обычные, 50х150 мм. Иногда стандартная длина пиломатериалов меньше необходимой, в таком случае требуется изготовление своими руками наборных ног, составленных из элементов. Расчет длины диагональных ног выполняют с применением специального коэффициента, путем умножения на длину рядового стропила.

Залог надежности стропильной системы – элементы одинакового сечения, изготовленные из одного и того же материала, исключение составляет лишь диагональные стропила, сечение которых должно быть толще.

Опорные конструкции

Конструкция стропильных ног не позволяет им самостоятельно выдерживать вес кровли, подспорьем в этом деле им служат дополнительные опорные элементы:

Мауэрлат. Мауэрлатный брус укладывают на верхний пояс сооружения. У бревенчатого и брусового дома роль мауэрлата играют верхние венцы, укрепленные анкерными болтами. В кирпичных или газосиликатных постройках требуется монтаж мауэрлата своими руками на цементную армированную стяжку

Очень важно рассчитать места крепления бруса так, чтобы они не совпадали с расположением стропил. Прочность мауэрлата снижается с каждым отверстием, проделанном в нем, поэтому нужно делать лишь те, что определил расчет. Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала

Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала.

Вычисление основных параметров системы

Специальные компьютерные программы облегчают вычисления параметров стропильной системы, однако расчет достаточно прост, так как основывается на тереме Пифагора о прямоугольных треугольниках. Схема вычислений выглядит так:

Первым делом своими руками измеряют ширину и длину перекрываемого сооружения. Необходимо использовать для измерений одну рулетку, каждый замер производить по два раза, чтобы избежать ошибок. На основе полученных данных составляют схематичный чертеж.

Расчет состава стропильной системы не только позволит закупить необходимое количество строительного материала, но верно определить объем фундамента, однако, учтите, кровельный материал нужно приобретать с запасом 15-25% на нахлест и подрезку.

Результатом вычислений должен стать подробный чертеж и упрощенная схема для нанесения разметки. Четырехскатная крыша может строится по готовым проектам, если использовать стандартный угол наклона.

«Золотые» правила кровельщиков

Опытные мастера-кровельщики говорят, что стропильная система крыши с торцевыми вальмами не сложнее двухскатной, если соблюдать «золотые» правила, которые сформировались за долгие годы работы:

Использовать для изготовления стропил доски и брус одного сечения, то есть стропила и коньковый прогон выполнять из доски 50х150 мм, мауэрлат и лежень из бруса 150х150 мм.
Выполнять расчет до начала работ по установке кровли, основываясь на неоднократно проверенных измерениях.
Узлы стропильной системы должны быть отражены в проектной документации и проверены расчетом нагрузок.
Выбирать сечение стропил нужно в соответствии с длиной, весом кровельного материала и перекрываемой площадью.
Своими руками монтаж выполняют с помощью подсобника, длинные, тяжелые диагональные стропила сложно установить в одиночку.

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.

Дополнительные факторы, используемые при расчете

Определяя размер основания крыши, надо учесть на какую часть постройки будет опираться кровельная система. Это зависит от строительного материала, выбранного для возведения стен дома:

шатровая крыша деревянного дома опирается на верхнюю обвязку;
в каменных или кирпичных постройках опорой служит мауэрлат;
если возведение четырехскатной конструкции намечено для сруба, то основной опорой будут верхние вереницы.

Со стенами разобрались, теперь переходим к стропилам:

Стропильная система имеет определенный шаг установки. При длине стропил до 3 м расстояние между ними выдерживают 1–1,35 м.
Если длина элементов от 3 до 4 м, то шаг составляет 1,4–1,7 м.
Для стропил длиной от 4 до 6,5 м расстояние между элементами составляет 1,1–1,35 м.
Большие стропила длиной от 6,5 м монтируют шагом 1,1–1,4 м.

Следующим важным показателем является определение угла скатов. Шатровая крыша обычно выстраивается с углами скатов от 40 до 60о. Эти показатели могут быть изменены, в зависимости от используемого кровельного материала:

если четырехскатная крыша будет укрыта черепицей, то скаты монтируют под углом 30о;
для асбестоцементного шифера можно выдержать уклон от 14 до 60о;
самым маленьким уклоном скатов обладает кровля из рулонного материала, что составляет 8—18о.

Правильный учет всех этих параметров поможет соорудить прочную шатровую крышу. Хотя надо отметить, что такие расчеты лучше доверять специалистам, иначе мелкая оплошность может нарушить дисбаланс конструкции, что приведет к ее быстрому разрушению.

Работа для «настоящего» конька

Коньки на равных правах устраиваются и на крышах, не имеющих прогона в качестве основной опоры стропильной системы. Их сооружают поверх кровли конструкций висячей категории, построенных на объекте или собранных из готовых стропильных ферм.

Вальмовые углы также обустраивают по принципу установки коньков. По сути, ребра выпуклых углов крыши тоже смело можно отнести к коньковой категории, только расположенной не горизонтально, а под углом.

К тому же стартовые и рядовые фасонные детали для вальмовых ребер и коньков выпускаются равнозначной конфигурации и размеров. Только для точки сопряжения ребер производятся специальные вальмовые элементы.

Расчет высоты

Расчет высоты конька

Приступая к обустройству крыши, необходимым мероприятием является расчет высоты конька. Это позволит произвести все последующие подсчеты расходных материалов, которые потребуются при возведении стропил и кровли. Этот показатель определяется с помощью геометрических параметров и высчитывается на основании угла наклона облицовочного кровельного материала и его типа. Так, в варианте изготовления из камыша или другого типа мягкой кровли такие материалы укладываются с наклоном в диапазоне от 12 до 85°. Однако шифер и другие материалы фиксируются с уклоном в 15–60°.

Вместе с тем следует учитывать и общую эстетику постройки – высота кровли должна быть оптимально согласована с пропорциями дома. Чересчур высокая или непомерно плоская крыша может испортить весь внешний вид. Для нашей полосы рациональнее всего использовать наклон кровельного материала в 30–45°, в противном случае облицовка будет подвергаться повышенным ветровым или снеговым нагрузкам.

Для проведения необходимых расчетов потребуется обратиться к геометрии и посчитать значения по простой формуле. Так, необходимо взять прямоугольный треугольник и вычислить показатель длины катета, которая равна длине его второго собрата, помноженной на тангенс угла у снования. Имея дом с шириной в 6 м и углом наклона в 40°, находим по школьным таблицам значения тангенса – он будет в данном случае 0,83. В результате получаем формулу: 6/2×0,83=2,49 м – оптимальная высота конькового элемента.