Балки строительные: деревянные, железобетонные, металлические

Красивое и стильное решение для оформления загородного дома в европейском стиле. Выполненная из практичного материала, такая крыша может быть дополнена изящными элементами, например, мансардными окнами.

Мауэрлат

Мауэрлат (плотники называют его матицей) – самый толстый брус, который ложится параллельно коньку крыши вдоль оси стены. Нужен, чтобы распределить нагрузки от стропил и веса всей крыши по всей стене здания, а также на внутренние опоры. Нельзя укладывать и крепить ближе 5 см от наружной плоскости стены. Крепится матица с помощью толстой проволоки, вмуровывается с помощью шпилек в кладку стены, а если стена бетонная, крепится к бетону шпильками. Если дом одноэтажный деревянный, можно крепить обыкновенными гвоздями.

Вальмовая кровля — особенности устройства

Форма конструкции данной крыши представлена четырьмя скатами, два из которых повторяют трапецевидную форму, а остальные два — форму треугольника. В строительстве известны также и полувальмовые кровли, в них треугольный скат не доходит до верхней точки крыши. Такие крыши известны нам еще под таким названием, как «голландские».

Устройство вальмовой кровли

Вальмовая крыша, на внешний вид простая и лаконичная. Однако между тем, монтаж такого вида кровли достаточно трудоёмкий процесс. От своих «собратьев» вальмовая кровля отличается непростым строением стропильной системой, в чем и кроется сложность ее сборки.

К плюсам использования вальмовой крыши можно отнести:

  1. Надежная, высокие прочностные характеристики, сверхжесткая конструкция, возможность устройства водостока по всему контуру крыши;
  2. Максимально возможное распределение нагрузки по площади всей крыши;
  3. Нет фронтальных вертикальных стеновых конструкций, как следствие – сокращение силы воздушных масс. Ограждение от деформирующего влияния ветра, снега в моментах карнизных свесов.
  4. Повышение жесткости конструкции за счет угловых ребер;
  5. Эффективна и оригинальна.

К минусам:

  1. Сложность устройства вальмовой кровли, дороговизна материалов;
  2. Множество скатов увеличивает общий вес кровли;
  3. Уменьшение площади чердачного пространства за счет укороченных скатов, что помешает в планировании мансардного этажа;
  4. Мансардные окна во время дождя должны быть закрыты, иначе вся влага будет внутри. При устройстве вертикальных окон данная проблема не возникает;

Стропильные системы

Данная система считается достаточно прочной для защиты сооружения от внешних факторов. К ее строительству стоит подходить очень серьезно. До того как начнутся работы по возведению крыши, нужно подготовить проект, в котором будут сделаны все необходимые расчеты и высчитан уровень наклона.

Градус угла должен быть прямо пропорциональным затрачиваемому кровельному материалу.

Как устроена стропильная система:

  1. До того как приступить к монтажу стропил, нужно выложить брусы, которые будут исполнять роль опоры всей конструкции. До начала крепления брусов стены лучше стянуть армированным поясом, это усилит несущую способность и обеспечит ровную поверхность. Для этих работ лучше использовать железобетонные конструкции.
  2. Если дом построен из кирпича или камня, на верхних частях стен монтируется опалубка, в которой делается железобетонный каркас.
  3. Когда собирается каркас, к нему присоединятся металлические фиксаторы, диаметр которых составляет минимум 1 сантиметр. Длина их должна быть такой, чтобы их верхушки на 3-5 сантиметров возвышались над брусами.
  4. После того как бетонная часть застыла, верх ее обмазывается битумной мастикой и сверху кладется рубероид, который защитит дерево от разрушения. На торчащие штыри одеваются специальные бруски, в которых заранее высверлены отверстия. Гайками закрепляют конструкцию.
  5. Деревянный брус следует брать с сечением 15×15 или 10×15 сантиметров.
  6. Используемый строительный материал должен быть сухой и обработан антикоррозийным средством.
  7. После этих работ параллельно коньку крепится центральная балка.

Каркас и вся система стропил состоит из:

  • прогона;
  • мауэрлата;
  • опорной доски;
  • затяжек;
  • обрешетки;
  • нарожников;
  • подкосов;
  • рядовых стропил;
  • накосных стропил;
  • диагональных стропил.
Читайте также:  Монолитный железобетонный ростверк: опалубка, армирование, заливка

Так из этих кровельных элементов создаются стропильные конструкции, в основе которых лежит несколько треугольников. Поскольку эта форма наиболее устойчива, то и вся конструкция будет достаточно прочной.

Стропильные ноги – это главные несущие части всего строения. Они монтируются под определенным углом. Главная задача мауэрлата равномерно распределить вес всего строения на стены. Нижним торцам строительных ног опорой служат внешние стены, а верхним торцам прогоны промежуточные и брусы, что устанавливаются под коньком. Промежуток между стропилами должен составлять до 2 метров. Точное расстояние будет зависеть от строительного материала для кровли и сечения деревянных брусов.

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.

Материал

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

  • 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.

  • 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:  Возведение фундамента из плит перекрытия

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.

Стропильная система двухскатной крыши: элементы

При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:

  • Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
  • Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
  • Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
  • Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
  • Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
  • Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
  • Конек. Балка соединения верхних оснований стропил;
  • Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
  • Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
  • Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.
Стропильная система двухскатной крыши: элементы

Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.

Чертеж элементов стропильной системы

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.

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
Читайте также:  Способы усиления деревянных балок перекрытия

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:

Монтажные работы по установке

Большая часть конструкции, выполненная из бруса, бревен и досок, собирается на земле, по заранее заготовленному шаблону. В зависимости от длины стропильной ноги, уклона крыши, длины нарожника и процента нагрузок, определяется толщина материала, который будет использоваться.

Если возводится крыша для каменного или кирпичного строения, то первоначальная работа проводиться также на земле.

В качестве опоры выступают обвязка в строениях, выполненных из дерева.

Монтажные работы по установке
  1. Первым шагом на стены укладывают лежни и мауэрлат, которые служат основанием. Для каменного строения используются прокладки под основание, которые защищают от влаги.
  2. На коньковом узле крепятся накостные стропила, которые выходят из противоположенных углов. Хорошо, если будет использоваться врезная балка, которая не позволит ослабиться мауэрлату.
  3. С помощью затяжек поднимаются оставшиеся накостные стропила, и делается подгон врубок. В шатровой крыше отсутствует прогон, поэтому накостные стропила крепятся в коньковом узле. Для дополнительной крепости делается стойка в центре, она играет роль подпорки.
  4. Подкосы, диагональные связи и раскосы устанавливаются в скатах, для того, чтобы было сопротивление ветровым воздействиям.
  5. Последним этапом устанавливаются: подкосы и нарожники со стойками. Шпренгели создают добавочную жесткость стропильным ногам. Диагональные стропила шатровой крыши должны быть установлены строго под углом 90 градусов, стропила должны быть скреплены со стенами.
  6. Применяются скобы (металлические) для закрепления, если строение деревянное. Производить закрепление необходимо ко второму венцу.
  7. В качестве крепежного элемента для строений из кирпича, выступает хомут, который изготавливается из проволоки. Хомуты надевают на стропила, а затем их конец прикрепляется к штырю в стене.

Необходимо не забыть установить свесы, которые будут препятствовать попаданию влаги на стены. Свесы устанавливаются в полуметре он наружной стены. Если по итогам изготовления их длина оказалась недостаточной, то их удлиняют на нужное расстояние.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

    минимальное сопротивление ветровой нагрузке относительно двухскатной кровли. Поскольку все скаты наклонные, ветер не создает разрушительного давления на фронтоны;

    • большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
    • возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
    • эстетическая привлекательность.

    Минусы:

    • сложность расчета и монтажа;
    • более высокая стоимость реализации проекта;
    • уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
    • невозможность устройства мансарды;
    • естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

    Поскольку недостатки не критические – четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.