Стропильная система полувальмовой крыши

Фронтонные крыши — один из самых интересных вариантов, заимствованных из североевропейской архитектуры. Их обтекаемая форма чрезвычайно приспособлена к порывистым ветрам. Укороченные треугольные скаты позволяют значительно расширить границы полезного чердачного пространства, не размещая на стенах массивную конструкцию крыши.

Они стильно смотрятся на зданиях любой этажности и назначения. Единственный недостаток – сложная технология строительства. Однако те, кто знает, как устроена стропильная система полувальмовой крыши, без проблем справятся с этой задачей.

Список полувальмовых конструкций

Полувальмовое «семейство» нельзя отнести безоговорочно к классу четырехбедренных. Более того, технология возведения перегородок явно послужила исходной базой для развития. Скорее, это сообщество двойных и вальмовых построек, структура которых предопределяет использование обоих методов строительства.

Полувальмовая категория отличается от вальмовых родителей тем, что укорочен характерный треугольный элемент вальмовых крыш. К нему примыкает фрагмент вертикального фронтона каменного дома или аналогичный фронтон с деревянной конструкцией. Укороченное бедро, разумеется, находится под углом к ​​указанным фронтонным стенам. Угол между ними может быть выпуклым или вогнутым, с половиной бедра выше или ниже.

В зависимости от формы и расположения конструктивных элементов полускатные крыши делятся на две основные разновидности:

• Голландский. Крыша с трапециевидным фронтоном, занимающим нижнюю часть фронтонного ската. Верхнее основание трапеции прилегает к вертикальному треугольнику, с которым они чаще всего образуют вогнутый, реже выпуклый, угол. Треугольник может быть сплошным или снабжен слуховым окном.
• Датский. Крыша с треугольным фронтоном, закрывающим вершину концевого сегмента. Основание треугольника опирается на вертикальный трапециевидный фронтон, образуя вместе выпуклый угол. Датский вариант очень похож на обычную четырехскатную крышу, только ее торцевые скаты короче.

На основе двух основных вариаций было создано множество вариаций с полубедренным мотивом. Среди них есть не только конструкции, отличающиеся высотой, величиной скатов, углом наклона, формой элементов. Есть шатровые крыши, все стороны которых построены по датскому или голландскому правилу, есть здания, которые имеют укороченную шатровую крышу только с одной или с одной стороны.

Во всех конструктивных сочетаниях часть стропильных ног монтируется по правилам устройства каркасов двускатных крыш, т.е висячим или наслонным способом. Висячие стропила устанавливаются, если обустроенная обрешетка не имеет внутренней несущей стены или нет возможности установить опоры для конькового прогона. Напротив, сэндвич-метод реализуется, когда имеется надежная опора или можно поставить за верхние стропильные пяты сегмента двускатной крыши. Нижние пятки стропил обоих типов должны опираться на мауэрлат, на верхний венец заменяющего его сруба или на лаги.

Независимо от количества конструктивных вариантов, конструкция стропильной системы основывается либо на одном из основных полувальмовых способов, либо на их комбинированном применении. Разобравшись с ними, вы сможете понять, как применить датскую или голландскую технологию в обустройстве собственного дома, и как соединить обычную наклонную часть крыши с укороченными вальмами.

Стропильная система голландской крыши

Конструкция сооружения с трапециевидным коротким вальмом и треугольным фронтоном над ним мало чем отличается от строения традиционного шатрового. Правда, по схеме стропильной системы полускатной крыши голландского типа она не похожа на запечатанный почтовый конверт. Он больше похож на разделенный надвое прямоугольник с трапециями по краям торцевых сторон. Правда, вплоть до этапа возведения коротких откосов все работы выполняются аналогичным образом.

Процесс сооружения базового варианта

Сначала устанавливаются опоры для укладки конькового прогона. Вместо отдельных опорных стоек можно использовать каркас, верхняя сторона которого будет служить прогоном для будущей крыши. Затем устанавливаются обычные стропильные ноги. Технологические отличия начинаются с установки косых штанин и голландских половинок бедер. Ведь они необходимы для формирования плоскости укороченного пятиугольного ската, а не полноценного треугольного вальма, как в стандартных четырехскатных крышах.

Цель достигается установкой горизонтальной прибойной перемычки, к углам которой врубкой соединяются диагональные стропила. Некоторые веточки, расположенные посередине будущего склона, крепятся на коньках к волнам гвоздями или уголками. Остальные обрешетки крепятся обычным образом: к диагональному стропилу вверху, к мауэрлату или к потолочной балке внизу.

Для обеспечения жесткости в полувальмовой зоне места крепления перемычки к обычным стропилам усиливают подкосами. Крайние фермы крыши с обеих сторон двойные. Места крепления перемычки к раме и к стропилам дополнительно укрепляют короткими отрезками – кусками доски, прибитыми снизу. Они предотвращают деформацию конструкции при превышении нагрузки.

Возвышающуюся над укороченным вальмом треугольную часть фронтона обшивают доской или листовым материалом. Однако разумные хозяева располагают небольшие окна вертикальным треугольником, чтобы обеспечить естественное освещение и вентиляцию.

Подборка фото познакомит вас с популярными видами голландских крыш полувальмовой разновидности и формами стропильных систем:

Микс Голландии с Данией

Как обычно, базовая голландская версия стала основой для разработки многих модификаций. По одной из них место верхушечного треугольника занимает полубедро аналогичной конфигурации. При пятиугольном укороченном скате он образует выпуклый, а не вогнутый угол. Следует отметить, что вогнутые углы встречаются и в ряде архитектурных решений. В плане схема аналогична известной огибающей, но проекция вальмовых элементов иная.

Отличие в алгоритме построения. На этапах возведения двускатной части крыши работы ведутся по сэндвич- или подвесной технологии. Затем для создания характерного излома сначала перед крайней рядовой фермой монтируется ее укороченный аналог, а к ее углам уже крепятся диагонали. Причем все делается по приведенному выше плану и по чертежам голландской стропильной системы для фронтонной крыши. Только верхний тазобедренный треугольник строится по датской методике.

Стропильный каркас датского типа

Датская разновидность не менее интересна, чем ее голландская «девушка», но во главу угла стропильной системы ставится несколько иной метод. По сути, оба типа крыш могут быть устроены из двух уровней, уложенных друг на друга. Таким образом создается односкатная крыша, что вполне подойдет, если мансарду предполагается разместить в мансарде. Однако ломаный метод заметно дороже и громоздче полувальмового, которому следует уделить должное внимание.

Строительство датской крыши по шагам

Мы уже выяснили, что короткое датское вальмо имеет форму треугольника, а примыкающий к нему фронтон трапециевидной формы. В плане крыша очень похожа на вальмовую конструкцию, но укороченные вальмы гораздо меньше, а их углы не совпадают с углами крыши.

Перед строительством очень желательно получить достойный проект и произвести расчеты элементов стропильного каркаса. Проблема с вычислением размера каждого элемента слишком утомительна. По мнению опытных кровельщиков, достаточно рассчитать самую длинную часть системы. Другие элементы могут быть такого же или немного меньшего сечения.

Устройство коньковой части каркаса

Возведение полувальмового каркаса начинается по общим для всех крыш правилам с установки мауэрлата. На него необходимо опирать нижние пятки рядовых и вальмовых стропильных ног. Следует отметить, что опора будет реализована на разных уровнях, так как верхние плоскости несущих стен и фронтонов находятся на неодинаковой высоте.

Возведение первой очереди стропильной системы осуществляется в четыре этапа:

• Строительство мауэрлата. В данном примере он не будет напоминать традиционную деревянную раму. Брус для устройства мауэрлата укладывают отдельными полосами: 1 — заподлицо с внутренней поверхностью наружных стен, 2 — посередине внутренней несущей стены и 3 — заподлицо с внутренней плоскостью фронтонных стен.
• Укладка потолочных балок. Выполняется перпендикулярно мауэрлатным брусьям основных несущих стен. Если необходимо соединить две балки, слабое место соединения должно находиться над несущей внутренней стеной.
• Установка коньковых опор на внутреннюю стену. Краевые опорные стойки определяют длину основной части крыши. Расстояние между стойками ряда должно быть равным, чтобы нагрузка от кровли распределялась равномерно. Перед сборкой проверяем вертикальность опор отвесом или более серьезным лазерным инструментом. После фиксации положение стоек временно дополняется вспомогательными стрелами.
• Монтаж рядовых стропильных ног основной части скатов, для чего используется традиционная наслонно-висячая технология.

На примерных чертежах отсутствуют изображения лаг перекрытия, так как это мешало бы пониманию принципа процесса. На самом деле они должны совпадать.

Установка диагональных стропилин

Диагональные стропила датской крыши соединяют ребро конька с углами фронтонов. Для их изготовления и монтажа проводится ряд определенных действий, позволяющих выполнить работу с достаточной точностью:

• Вровень с внешней плоскостью фронтона мауэрлата монтируется кусок доски размером 50×150 мм. Его нужно временно подколоть несколькими гвоздями, чтобы он не сместился и не отвалился при последующей подгонке. Подрезка нужна для того, чтобы за один раз отметить место реза без лишних манипуляций при сборке.
• На 3-4 рядовых стропила укладывается доска любого размера так, чтобы она была четко параллельна коньковому прогону. Горизонтальность какого-либо ориентира проверяется путем измерения рулеткой или лазерным уровнемером. Затем нужно прикрутить доску к заранее прибитому отрезку. Пересечение доски и отрезка укажет точку, по которой проводится горизонтальная линия входящей раны.
• Косой элемент стропильной системы выполнен из доски 50×200мм. Традиционно сначала выполняется сопоставление. Доска должна быть прикреплена к вершине крайней фермы и к обрезному уголку. Лучше работать вдвоем: один держит заготовку, другой размечает.
• Кнаружи, т.е повернутой к половине бедра, боковую часть заготовки проводят горизонтальной линией четко по центральной оси.
• С учетом того, что зеркальный элемент будет плотно прилегать к изготавливаемому стропилу, с внутренней стороны намечают размытую линию в плоскости. Вы можете, конечно, не учитывать планарный смыв сразу, а исправить оба диагональных пробела позже, постфактум. Мастеру удобнее решать на месте.
• Значение высшего качества измеряется. Чтобы точно начертить нижний узел, необходимо внизу отметить измеренное расстояние. В примере это 26см.
• полученные замерами 26 см откладывают вверх от вершины мауэрлата в четырех точках, повторяя воображаемый контур 3D стропильной доски.
• На твердой поверхности делаются все размеченные пропилы – стусло готово. Если особых недочетов в строительстве коробки и кладке мауэрлата не было, можно сразу сделать второе стропило из такого же вальмы.

Перед установкой диагональных стропил фронтон мауэрлата освобождают от вспомогательного спила доски. Готовые стропильные ноги вставляются на место и надежно фиксируются. Для крепления верхних пяток подходят гвозди, снизу лучше использовать рожки.

Изготовление и монтаж вальмовых ног

Нижняя пятка стропильной косой ноги возвышается над мауэрлатом на расстояние, требующее обязательного замера. Полученный результат следует отложить от вершины конька и записать. От найденной таким образом точки шнурок протягивается к центру фронтона. Он послужит ориентиром для изготовления и установки центральных вальмовых стропил.

Для установки средней ножки середины бедра необходимо:

• Используйте небольшой структурный гониометр для измерения угла β между линией и опорой. Это поможет точно провести линию верхней раны.
• Измерьте угол φ между диагональными элементами. Два края фаски на верхней пятке нужно отшлифовать для плотного прилегания к узлу.
• Доску подходящей длины сечением 50×150 мм сначала обрезают под углом β, а затем промывают с обеих сторон так, чтобы окончательно получить угловой выступ величиной φ.
• Заготовку необходимо снова примерить. Он устанавливается непосредственно на натянутые шнурки для измерения высоты заготовки над коньковым узлом.
• Результат передается вниз для определения глубины нижнего реза. В приведенном примере это 6 см. Их укладывают строго вертикально, от полученной точки проводят горизонтальную линию. Линии для промывки срезов нижнего узла готовы.
• После разметки реза отмечается линия нижнего промывного материала. Для этого нужно отложить рулеткой ширину карниза и от воображаемой точки провести вертикальную линию, пересекающую заготовку подвздошного стропила.
• После того, как все запланированные надрезы сделаны, тазобедренная ножка не приклеивается сразу, а служит шаблоном для изготовления веточек.

Для заливки откосов вальм люди не отступают от изученной методики, а учитывают реальные размеры и специфику установки. Верхний рез оспаривается только с одной стороны под углом φ/2. С нижним узлом все просто – все строчки в правильном раскладе должны быть симметричны. После завершения обработки заготовок все вальмовые элементы устанавливаются и крепятся как обычные аналоги.

Аналогичные мероприятия проводятся при изготовлении и монтаже веток основных откосов. Один из вальмовых элементов используется для формирования нижних вырезов. Для верхнего среза сначала проводится линия под углом β, а затем стачивается с нужной стороны под углом, полученным по формуле 90º-φ/2.

Завершающие этапы сооружения

Установив полный комплект полноценных стропильных ног и их укороченных аналогов, необходимо выполнить завершающие этапы подготовки стропильной системы к возведению обрешетки и укладке покрытия.

Среди этапов подготовки:

• Монтаж фронтонных закруглений, образующих торцевой свес. Их крепят оцинкованными металлическими уголками к крайним ветвям основных скатов, опираясь на врубки на наклонных участках укороченного фронтона. Шаг сборки кобылки около 1м. Между кирпичной или бетонной стеной и деревянными элементами обязательно должна быть гидроизоляционная прокладка. Нет смысла использовать дорогие полимерные или битумно-полимерные материалы. Под кобылку можно подложить кусочки рубероида или несколько слоев пергамента.
• Монтаж ветровой доски по периметру крыши. Свою работу начинают с крепления доски 50×150 мм к фронтону и основным свесам. Длина доски для оформления фронтонных карнизов определяется по проекту, исправленному постфактум. С помощью рулетки или шнурка от диагональной ноги стропила нужно провести прямую линию к ветровой части фронтона. Затем необходимо сверить будущее положение диагональных стропил по отношению к углу ветровой обшивки с указаниями проекта. Угловые ветровые доски, прилегающие к кобылкам, сначала примеряются и распиливаются, а затем крепятся.
• Диагональные элементы выполнены из доски одинакового размера. Соединение тритиевых сегментов с дюймовым сегментом.

Стропильный каркас датского типа готов. Осталось подшить карнизы и соорудить обрешетку в соответствии с техническими особенностями покрытия, которое укладывается на крышу.

Принцип построения стропильных систем для крыш с укороченными вальмами не прост, но понятен. Единственная трудность заключается в компоновке завершающих частей, и мы максимально точно описали принципы и специфику их построения. Теперь необходимо применить полученную информацию на практике: отработать строительство самостоятельно или управлять наемной бригадой.