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

Конёк замыкает на себе всю стропильную систему вальмовой крыши.

Назначение конька — закрытие щели на верхушке крыши между скатными плоскостями. По сути, он является венцом деревянного каркаса кровли.

От правильности его установки зависит несущая способность и долговечность 4-х скатной кровельной конструкции.

Что такое коньковый брус?

Коньковый брус – это элемент стропильной системы, который объединяет все 4 ската кровли в одну конструкцию. Коньковый прогон выстраивает узлы опирания накосных стропильных ног и рядовых стропил в единую прямую линию.

Конек изготавливают из цельного или клееного бруса. Последний обладает большой прочностью, и его применяют в домах с пролётом между стен от 12 метров и более.

Внимание! Брус должен соответствовать высшему сорту. Сухая древесина не должна иметь больших и гнилых сучковых образование, трещин и осевой (винтовой) деформации. Балку перед монтажом обязательно пропитывают антисептиком.

При пролёте перекрытия дома 6 метров в качестве конька могут быть использованы сдвоенные доски сечением 150 х 20 мм или брус 50 х 50 мм. При пролёте 12 м и более коньковый прогон делают из бруса сечением 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.

Устройство в зависимости от типа вальмы

Коньковая балка может служить висячим соединительным элементом, который равномерно распределяет нагрузку от кровли через накосные и рядовые стропила на мауэрлат, уложенный по периметру внешних стен дома.

Обычно такая конструкция стропильного каркаса применяется в домах с пролётом перекрытия до 6 метров, когда вальмы и боковые скаты имеют небольшие размеры.

Когда нужно перекрывать стропильной системой пролёты 12 метров и более, устанавливают несущую рамную опорную конструкцию. Она представляет собой четырёхугольник, где верхняя балка служит коньком, а нижняя центральным ригелем. Боковые стойки замыкают всю конструкцию. Таким образом, при пролете более 12 м конёк является несущим элементом, который часть нагрузки передает через стойки на ригель, опирающийся концами на мауэрлат.

При наличии внутренней центральной стены, на неё сверху укладывают лежень (внутренний мауэрлат), на котором в свою очередь закрепляют ригель. Такое решение позволяет значительно разгрузить вальмы и трапециевидные скаты больших размеров при пролётах зданий от 12 метров и более.

Расчет оптимальной высоты

Высота конька в существенной мере влияет на величину всех четырёх скатов, а это в свою очередь ставит в зависимость количество расходных материалов. Чем выше конёк, тем больше понадобится материалов, тем дороже обойдётся застройщику вальмовая крыша. Найти оптимальный параметр поможет только точный расчёт высоты крыши.

Высота конькового прогона напрямую зависит от величины угла наклона кровли, который в свою очередь привязан к нормативной снеговой нагрузке. Чтобы определить оптимальный угол наклона кровли, застройщик обращается к СНиПу 2.01.07-85. По карте находят район строительства дома и соответственно по таблице находят нормативную снеговую нагрузку. Каждому нормативу соответствует рекомендуемый угол наклона кровли.

Для расчёта выполняют чертёж поперечного разреза вальмовой крыши, где:

стороны равнобедренного треугольника – рядовые стропила;

«А» – угол наклона кровли, основание длина пролёта.

Алгоритм расчёта высоты можно представить следующими формулами:

В формулу подставляют реальные значения тангенса угла «А» и длины пролёта дома. В результате вычисляют высоту конька – Нк.  Умножив высоту конька на синус «А», получают длину рядовой стропильной ноги.

Как рассчитать длину?

Этот размер конькового прогона тоже напрямую связан с углом наклона кровли. Для определения длины верхней балки стропильного каркаса вальмовой крыши нужно выполнить чертёж разреза вальмовой кровли вдоль оси конька.

На чертеже получится трапеция, у которой верхняя сторона – сам конёк, а основание – ширина фасадной стены. Нижние углы равны расчётному углу наклона кровли.

Если из вершин фигуры опустить перпендикуляры на основание, то получаться два прямоугольника, где противоположный катет углу наклона «А» – это высота крыши Hк. Умножив высоту на tg «A», получают два отрезка, которые нужно отнять от длины основания трапеции. Полученный отрезок будет равен длине конька.

Справка. Для определения расчётных параметров стропильного каркаса вальмовой крыши, в том числе конька, можно обратиться к одному из онлайн-сервисов. В Интернете выбирают калькулятор и заполняют исходными данными окна сервиса. На выходе получают искомые значения.

Установка и крепёж

Коньковый брус перед монтажом обрабатывается пропитками, защищают от отрицательного влияния внешней среды с помощью гидроизоляции стыков, монтажа вентзазоров.

Существует несколько способов соединения стропил на коньке:

• Встык. Конец стропилины срезают под нужный угол так, чтобы её торец плотно прилегал к коньковой балке. С наружной стороны прогон прибивают к стропилу гвоздями. Стропильные ноги с обеих сторон устанавливают в разбежку. В некоторых случаях вместо гвоздей применяют саморезы или шпильки.
• Опирание сверху. Стропильные ноги вверху соединяют торцами или внахлёст, опирая на коньковый прогон. Соединения выполняют с помощью болтов, шпилек, деревянных накладок (прибоин), а также металлических зубчатых пластин.

  Наряду с этим, стропила опирают на прогон запилами крепят к коньку, соединяя между собой гвоздями, саморезами и шпильками. На рисунке изображены эти способы крепления стропил к коньку.

• Примыкание с металлическими уголками. Соединения выполняют встык, с той лишь разницей, что вместо гвоздей стропильные ноги крепят к прогону металлическим перфорированными уголками с помощью саморезов. В этом случае стропильные балки располагаются точно напротив друг друга.

Для защиты конькового бруса снаружи применяются коньковые планки из оцинковки или стройматериала, накрывающего кровлю.

Для упрощения установки деталей внешней защиты конька, вверху скатных поверхностей укладывается более широкая (или сплошная) обрешетка.

Основные особенности установки заключаются в том, что для начала нужно монтировать крайние детали коньковой отделки и натянуть между ними веревку. По этому ориентиру устанавливаются оставшиеся коньковые детали.

Нужно следить за качеством закрытия стыков, чтобы в них не попадали атмосферные осадки, и не задувал ветер.

• Для асбестоцементного шифера подойдут одноименные защитные наружные элементы. Размещаются по 2-м сторонам прогона с нахлестом на верхние части боковых плоскостей скатов и крепятся шиферными гвоздями.
• Стальные планки продаются готовые или вырезаются своими руками из листовой оцинковки. Крепятся саморезами с неопреновыми или резиновыми уплотнителями.
• Для черепицы требуется использование специальных коньковых керамических элементов. Для гибких черепиц или рулонных материалов конек делается из кровельного материала. О строительстве вальмовой крыши из металлочерепицы, читайте здесь.

Внимание! От верхнего края скатной плоскости до края кровельного покрытия расстояние должно быть до 7 см. Если зазор больше 7 см, его защищают коньковыми планками с расширенными боковыми лопастями.

Для герметизации стыков можно использовать различные составы:

• герметик для наружных работ;
• монтажная пена;
• раствор портландцемента (для шифера);
• средства от изготовителей кровельного материала.

Ошибки и рекомендации по строительству

По разным причинам возникают ошибки при возведении стропильной системы вальмовой крыши. Вот самые распространённые промахи, сделанные на монтаже конькового прогона.

1. Пренебрежение нормами СНиП 2.01.07-85 приводит к тому, что угол наклона кровли занижен. В результате кровля не выдерживает накопления снега и теряет свою целостность.

   Чтобы этого избежать, нужно обязательно выполнять нормативные требования. В противном случае придётся перебрать весь стропильный каркас.

2. Со временем коньковый брус деформируется, как по оси, так и по вертикали. Это может произойти по причине применения переувлажнённых пиломатериалов. Для конька надо выбирать хорошо просушенный брус без дефектов древесины.
3. Некачественный крепёж приводит к разрушению узлов соединений стропил с коньковой балкой. Лучше установить лишний крепёж, чем его не добрать.

Заключение

Конёк вальмовой крыши является самым важным элементом всей стропильной системы вальмовой крыши. Ни в коем случае не стоит экономить на выборе бруса для изготовления конькового прогона. Если не хватает собственного опыта в возведении стропильного каркаса, то лучше пригласить специалистов.