Варианты и виды строительства вальмовой крыши на балках перекрытий

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

Стропильная система и ее особенности

Вбирая принцип организации стропильной системы, необходимо учитывать размеры дома, материал, из которого изготовлена вальмовая крыша, тип перекрытия и то, будет ли использоваться мансардное помещение, как жилое.

В обустройстве легких крыш ли покрытий большой площади стропила делают висячими, а опорой для них служат стены домов. Наклонная конструкция установки стропил сложнее, и возводится над капитальными строениями с устройствами дополнительных точек опоры и креплений.

Строительство такой кровли начинается с возведения на стенах опорных конструкций по периметру дома, к которым и крепится вся стропильная система. Устройство, соединяющее деревянные балки по периметру называется мауэрлат. Если же дом имеет прочное монолитное перекрытие, стропильная система крепится на балки, выложенные горизонтально.

Стропильная система и ее особенности

В современном строительстве кровли горизонтальные балки – самый распространенный метод крепления стропильной системы и самый удачный вариант обустройства легкого мансардного помещения.

Однако прежде, чем приступать к работам, необходимо определить нагрузку всей кровли, с учетом стропильной системы, фронтона, кровельного пирога. Этот числовой параметр служит точкой отсчета при выборе толщины балок перекрытия. Кроме того, нагрузка позволит рассчитать точки опоры стропила на мауэрлат или балки и шаг между боковыми стропилами.

Внимание! Мауэрлат, как конструкция крепления и система опоры, не выполняется лишь в тех случаях, когда стены дома способны выдержать высокую нагрузку кровельного перекрытия с учетом климатических составляющих (сильный ветер, снегопады, обледенение).

Как построить деревянный дом. Все документы

Фундамент деревянного дома

Гидроизоляция дома современными материалами Гидроизоляция фундамента дома из бревна «дедовским» способом Цоколь, забирка, отмостка Устройство подвала в доме из бревна Материалы и растворы для фундаментов и цоколей Свайные и плитные фундаменты Ленточные фундаменты под дом из бревна Фундаменты столбчатые: деревянные (стулья) и каменные Фундаменты столбчатые из ж/б столбов; технология ТИСЭ Подготовка участка под фундамент Расчет фундаментов деревянного дома

Стены деревянного дома

Общее представление о возведении стен из бревна Принцип рубки стен Рубка углов стен «в обло» или «в чашу» Рубка в «лапу» Стены из бруса Узлы соединений стен из бруса Брус профилированный и клееный Другие варианты угловых врубок Рубка оконных венцов Сруб из оцилиндрованных бревен Стены с вертикальными брусьями; из деревянных кирпичей Конопатные работы Укрепление длинных стен Постановка сруба на место Ремонт стен бревенчатых и брусчатых домов Перегородки в деревянном доме

Окна, двери, лестницы

Клееные конструкции окон Изготовление, установка оконных коробок Изготовление оконных переплетов Сборка окон на винтовых стяжках Изготовление простых щитовых дверей Изготовление филенчатых дверей Дверная коробка, обналичка дверей Крыльцо деревянного дома Терраса деревянного дома Веранда, балкон деревянного дома Основные требования по возведению лестниц Приемы сборки деревянных лестниц Сборка деревянной лестницы

Крыша, кровля

Расчет уклона крыши дома Варианты стропил Соединение стропил Расчет стропил; деревянные карнизы Требования к обрешетке Глиносоломенная (глинокамышовая) кровля Кровля из щепы Кровля из теса в деревянном доме Кровля из шифера (волнистых асбестоцементных листов) Требования к дымоходам

Инструменты, приемы работ

Основной плотницкий инструмент и подготовка его к работе Крепление, перерубка и отеска бревен; врубка в полдерева Разметка бруса; выборка четверти, пазов в бревнах Приемы наращивания, сращивания и соединения бревен Пиление, строгание, сверление Верстак; склеивание древесины

Ещё

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов Фанера, разные древесные плиты Обрезные пиломатериалы из 1м3 бревен; как распилить бревно Выбор бревна; как определить объем одного бревна Свойства древесины – что стоит учесть О древесине и ее породах в строительстве деревянного дома Как устроить теплоизоляцию деревянного дома Особенности участка: грунт и уровень грунтовых вод Какой дом комфортнее: большой или маленький Влияние климатической зоны и поры года на строительство дома Чем руководствоваться при планировке дома

Правильная схема кровельного пирога

Пирог кровли представляет собой многослойную конструкцию, которая включает такие составляющие, как:

  • внутренняя отделка подкровельного пространства;
  • воздушный вентиляционный зазор;
  • пароизоляционная пленка;
  • утеплитель;
  • гидроизоляция;
  • обрешетка;
  • кровельный материал.

В него включают также водостоки, систему антиобледенения, ограждения, снегозадержатели и декоративные элементы крыши. То есть, можно сказать, что кровельный пирог есть не что иное, как вся конструкция крыши, за исключением стропильной системы.

Наличие всех этих составляющих необязательно, структура пирога может изменяться в зависимости от вида крыши, от используемых кровельных покрытий.

Читайте также:  Как выполнить циклевку деревянного пола своими руками

К примеру, в пирог плоской кровли не входят снегозадержатели и декоративные элементы, для чердачных помещений технического назначения нет необходимости в паро- и теплоизоляции кровли.

Устройство кровельного пирога под металлочерепицу, профнастил, для мягкой кровли или других материалов также имеет некоторые различия.

схема кровельного пирога под мягкую кровлю из битумной черепицы

  • Для мягких рулонных – необходима специальная гидроизоляционная подкладка, выполненная из полипропилена.
  • Для кровель из металлочерепицы или профлистов дополнительно необходима звукоизоляция, в противном случае шум от дождя создаст дискомфорт в помещении.

На заметку Как видите, некоторые слои в кровельном пироге могут отсутствовать, а некоторые, наоборот, «диктуются» особенностями конкретного сооружения.

Какие бывают виды балок

Изделия различаются по материалу изготовления и сечению. Их изготавливают из цельного бруса (без склеивания), а также из клееного. Первый вариант предпочтительнее в плане экологичности – при изготовлении клееного стройматериала используются искусственные смолы.

По типу сечения бывают квадратными, прямоугольными, двутавровыми и круглыми. Рассмотрим плюсы и минусы каждого из вариантов.

Квадратные

Такое сечение считается наименее предпочтительным и выгодным – квадратные балки хуже распределяют усилия при нагрузке и обходятся дороже, чем другие виды перекрытий.

Прямоугольные

Оптимальный вариант при подборе деревянных перекрытий. При установке таких элементов короткая сторона размещается горизонтально, длинная – вертикально, так как увеличение высоты положительно влияет на прочность.

Двутавровые

Изделия имеют оригинальное строение: сверху и снизу имеются уширенные элементы, в середине размеры уменьшены до предельно допустимых показателей. Двутавровая деревянная балка для перекрытий по показателям прочности не уступает другим вариантам, а при изготовлении существенно снижается расход древесины.

Такие изделия успешно монтируются на длинных пролетах, они имеют малый вес и не деформируются под нагрузками. Кроме того, на них проще закрепить коммуникации.

Однако такие балки отличаются сложностью изготовления – не каждом городе есть производства, занимающиеся заготовкой таких стройматериалов.

Круглые или овальные

Такие балки обычно используются для монтажа чердачных перекрытий. Они имеют максимальную устойчивость на изгиб и выдерживают большие нагрузки. При этом использование материалов с круглым и овальным сечением требует точных расчетов. Согласно строительным требованиям, их максимальная длина не должна превышать 7,5 погонных метров.

Как правильно выбрать балки для перекрытия?

Качественными и пригодными для использования в строительстве считаются балки, которые сушились на воздухе не менее трех лет. Выбирать этот материал нужно очень тщательно, ведь его качество окажет влияние на надежность и прочность всего здания. Больше всего профессиональным строителям нравится использовать для создания перекрытий круглый лес. Это очень прочный и надежный в эксплуатации материал, который не прогибается и не деформируется даже во время сильных нагрузок и сложных погодных условий.

Иногда установка балок перекрытия происходит с использованием бруса. Этот материал тоже неплохо справляется с функцией перекрытия, но его нельзя назвать надежным на все сто процентов. Это связано с тем, что брус изготавливают из сердцевинок деревьев, которые являются самой молодой, а, следовательно, и самой мягкой их частью. По твердости такой материал уступает другим вариантам, поэтому хорошо подумайте, прежде чем закупать его для перекрытия в своем доме.

Установка балок перекрытия всегда должна выполнять такие основные требования:

  • Хорошая теплоизоляция в тех случаях, если это перекрытие создается для отделения жилого помещения от подсобного. Если момент теплоизоляции не будет хорошо продуман и выполнен, в жилой комнате будет постоянно холодно, поскольку неотапливаемое помещение будет через перекрытие вытягивать из нее тепло.
  • Высокий уровень прочности. Перекрытие постоянно будет выдерживать большую нагрузку – мебель, жильцы и гости дома, осадки и т.д. Чтобы это все не разрушило здание в скором времени, установка балок перекрытия должна происходить в точном соответствии с технологией и обеспечивать конструкции хорошую прочность.
  • Звукоизоляция. Этот момент важен не столько для целостности и безопасности дома, как для комфортного проживания его жильцов и гостей. Особенно важным моментом является уровень звукоизоляции для междуэтажных перекрытий. Чтобы еще больше повысить этот уровень, стоит хорошо заделать места стыков материалов.
  • Вентиляция. Она особенно важна для перекрытия, расположенного над подвалом или цокольным этажом дома.

Древесина является не только надежным и качественным, но и экологически чистым материалом. Она точно не навредит здоровью человека, да и устанавливать ее намного проще, чем другие материалы. Поэтому установка балок перекрытия в деревянном доме и других типах зданий чаще всего производится именно с помощью деревянных балок. Если установка балок перекрытия будет сделана по всем правилам, то служить оно будет долго и эффективно.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Читайте также:  Арматурный пояс (или армопояс, разгрузочный пояс, сейсмопояс)

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб — в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax — сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Сращивание балок и некоторые характеристики

Итак, от теории – к практике. Если в наличии есть тонкий брус или короткий брус, а денег на покупку нового прочного бруса нет, то нужно рассмотреть всевозможные варианты сращения существующих деревянных брусков для последующего использования их в организации межэтажного, цокольного или чердачного перекрытия. Как правило, соединение деревянных пиломатериалов приходится осуществлять чаще всего по длине (так называемое сращивание), ширине (так называемое сплачивание) или под углом (так называемая вязка). Если есть короткий брус, то при строительстве их чаще всего соединяют по длине. При этом используют специальные металлические скобы, хомуты и крепления. Однако при желании можно обойтись и без этих приспособлений. В этом случае получившийся брус будет непрочным, что категорически не подходит для организации перекрытия любого вида. Основными видами сращивания балок, бревен и брусков являются:

  • сращивание внакладку;
  • сращивание вилкой;
  • сращивание шипом;
  • сращивание в замок.
  1. Первый способ – внакладку – заодно является и самым простым в исполнении. Для него потребуется ножовка или стамеска. При использовании этого способа два конца балки прорезаются ножовкой посередине на некоторое расстояние. Потом делается одинаковый скол с применением стамески – прямой или же диагональный. При таком соединении необходимо использовать скобы или хомуты, чтобы можно было использовать сращенную балку для монтажа перекрытия.
  2. Второй способ – вилкой – является более прочным. Однако он подходит, если в наличии имеются толстые балки. Для этого один из концов балки нужно разделить на три части и аккуратно , с помощью ножовки, выпилить середину. А в торце другой балки нужно оставить только середину, и спилить краевые части. Потом балки соединяются в стык – серединная часть на торце одной из балок должна прочно поместиться между двумя краевыми частями в торце другой балки. Кроме того, балки в местах соединения должны обязательно крепиться с помощью металлических скоб или зажимов.
  3. Третий способ – шипом – тоже считается более прочным, чем первый. При этом виде сращивания шипом используются шипы разной формы: круглые или плоские. В редких случаях используются фигурные шипы. Их можно как непосредственно вырезать из дерева, так и создать специальную «шпильку», которая будет вставлена и закреплена в торце одной из балок. Кроме того, шипов может быть больше, чем один: например, два, три или пять. И, конечно же, в месте соединения балки должны быть надежно скреплены и металлическими скобами.
  4. Четвертый способ – замком – он является наиболее трудоемким. Но и более прочным. Разновидностей замковых соединений много, но основные используемые – это сращивание замком угловое и сращивание замком с использованием шипа.
Читайте также:  Как и чем заделать шов между плитами на потолке?

Особенности монтажа деревянных перекрытий по металлическим балкам (швеллерам)

Высота балки по отношению к ширине пролета должна относиться как один к шестнадцати, а соотношение сторон швеллера, обеспечивающее прочность – 7: 5.

  • Брусок сечением 50 на 50 или 60 на 60 крепится к боковым сторонам балок.
  • Затем на брус укладывается накат из досок или листового материала, поверх наката кладутся необходимые слои утеплителя, паро- и гидроизоляции.
  • Укладывают лаги и на них настилают пол из выбранного материала.

Таким образом, сооружение перекрытий из дерева под силу сделать тем, кто внимательно отнесется ко всем рекомендациям и правилам и учтет технические параметры и соотношения используемых материалов.

Надежная стропильная система

Каждый из узлов кровельной конструкции должен быть надежно закреплен. Для внутренних соединений достаточно использовать гвозди, вбитые в мауэрлат или балки под определенным углом. Для внешних – специальные хомуты, металлические уголки или накладки. При этом место, где соединяются стропила и мауэрлат или балка перекрытия дополнительно закрепляют прочной проволокой, которая цепляется за вмонтированный в стену дома крюк.

Соединение считается надежным, если:

Надежная стропильная система
  • Все крепежи обеспечены дополнительной (контрольной) защитой;
  • Врубки в дерево и пазы на балках выполняются строго по установленным в нормативах размерам;
  • В системах крепежа присутствуют только окрашенные металлические углы и детали, предварительно прошедшие антикоррозийную обработку;
  • Все работы выполняются согласно технологическим нормам.

Исключительным случаем для устройства и крепления стропильной системы являются дома, стены которых возведены из деревянного сруба. Если в процессе не используется мауэрлат, а стропила крепятся к стене нужно принять во внимание, что дерево со временем меняет свои геометрические параметры (разбухает или усыхает).

Стены домов из сруба постепенно «усаживаются», поэтому расчеты нагрузки и конструкция стропильной системы должны быть выполнены с учетом таких изменений. В данном случае использование жесткого крепления нежелательно, поскольку со временем это приведет к перекосу конструкции и неравномерному распределению нагрузки на стены.

Специально для домов из сруба производители стали выпускать «скользящие» крепления, используемые в местах соединения коньковой части системы и стропильной ноги. При усадке дома такое крепление позволит кровле, меняя угол, выбрать оптимальное положение и самой распределить нагрузку на стены.

Надежная стропильная система

Перед началом работ на строительном рынке необходимо приобрести элемент крепления «салазки». Если вы выполняете работы впервые, обязательно проконсультируйтесь по использованию таких креплений с опытными мастерами. Салазки бывают двух видов: закрытого и открытого, а так же имеют различную длину хода (до 160мм). Что именно необходимо для того, чтобы вальмовая крыша вашего дома была надежной, определит специалист.

Основное, на что следует обращать внимание при возведении или ремонте крыш – это правила и нормы строительства, разработанные для вашего региона. Именно от климатических условий зависят основные величины и параметры расчетов, а заодно и гарантии того, что ваш дом будет надежно защищен от непогоды.

Соединение стропил в коньке

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

  • внахлест;
  • встык;
  • с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение стропил в коньке

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео: