Крепление стропил вальмовой крыши: схемы, обустройство, строительство своими руками

Содержание

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.

Содержание статьи

Модель стропильной системы вальмовой крыши

Стропила

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:

Стропильная система

  1. 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.

    Правила монтажа диагональных стропил

  2. Рядовые (промежуточные) стропила. Конструкция вальмовой кровли содержит больше всего стропил такого типа. Для изготовления требуется сосновая доска с сечением 50х150 мм первого сорта. Монтаж рядовых ног подразумевает использование двух способов крепления – жесткого и подвижного. Верхнее крепление, к коньку четырехскатной крыши выполняется по жесткому типу, для него используют гвозди или металлические пластины. Нижнее, подвижное, связывает конец ноги с мауэрлатом по принципу ползунка. Конечно, можно фиксировать стропила, используя лишь жесткий тип крепежа, однако он не способен компенсировать усадку деревянных сооружений.
  3. Центральные рядовые (промежуточные) стропила. Конструкция шести стропильных ног не похожа на остальные стропильные элементы. Их верхняя часть подрезается так, чтобы образовать одну плоскость с коньком и угловыми стропилами.
  4. Короткие ноги (нарожники). Особенность нарожников в том, что все из них имеют различную длину. Монтаж нарожников своими руками выполняется с помощью гвоздей к диагональным стропилам. Чем ближе короткая нога к верху диагонального стропила, тем больше ее протяженность. Шаг между нарожниками определяет расчет и схема вальмовой крыши, как правило, он меньше, чем расстояние между рядовыми стропилами.

Способы крепления стропил

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.

    Правила установки мауэрлата

  • Коньковый прогон. Прогон – брус, на котором или поверх которого происходит монтаж стропильных пар. Сечение конькового прогона выбирают в соответствии с сечением стропил, то есть оно должно совпадать.
  • Затяжки. Перемычки из досок, которые стягивают стропила из каждой пары между собой. Четырехскатная крыша оснащается верхней или нижней затяжкой. Если затяжка размещена высоко, она называется ригель, а если низко – балка перекрытия. Опытные кровельные мастера следуют одному правилу: чем ближе затяжка к коньку, тем толще она должна быть.
  • Стойки. Брус, который устанавливают вертикально на балки перекрытия для поддержки стропильной ноги или конька дома. Четырехскатная мансардная кровля подразумевает монтаж стоек в серединной части стопил, смещенных от цента помещения.

    Установка стоек и конькового бруса

  • Подстропильные ноги. Диагонально закрепляемые бруски, которые предотвращают провисание стропил под собственным весом.
  • Шпренгельные фермы. Элементы, обеспечивающие поддержку диагональных стропил. Ферму сооружают, соединяя две доски. Одна из досок стягивает мауэрлат двух смежных сторон, а вторая подпирает стропило.

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:

  1. 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.

    Чертеж вальмовой крыши с размерами

  2. Следующий этап – выбор угла наклона четырехскатной крыши с вальмами. Его определяют, исходя из используемого кровельного материала. Так как мягкая черепица лучше всего подходит для покрытия скатов сложной формы, допустим угол от 5-50 градусов. Однако, учтите, что чем круче скаты, тем больше требуется кровельного материала, тем тяжелее опорные узлы, тем трудней выполнять монтаж своими руками.
  3. Если вы определились с наклоном, можно вычислить высоту конька, умножив тангенс угла между основанием и плоскостью скатов на длину торцевой стены. Четырехскатная мансардная кровля обсчитывается в обратном порядке, исходя из желаемой высоты потолка.
  4. Чтобы вычислить расстояние между коньком и концом свеса, нужно вычислить квадрат из произведения половины длины торцовой стены и высоты конька.
  5. Площадь крыши можно рассчитать, сложив площади ее скатов, воспользовавшись формулой для треугольника и трапеции.

Коэффициент длины диагональных стропил

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.

Баня с вальмовой крышей

Крыша жилого дома

Четырехскатная крыша и узлы ее стропильной системы достаточно сложны в монтаже, однако, отсутствие фронтонов делает ее надежной защитой от холода, порывистого ветра и дождя.

Видео-инструкция

схема-расчет площади и чертеж, стропила с опорой на балки перекрытия, висячие элементы и устройство конструкции

В настоящее время вальмовые крыши являются безумно популярными и встречаются на многих улицах. Востребованность подобных конструкций объясняется не только их эстетикой, но и неплохими качественными характеристиками.

Особенности и устройство

Вальмовые типы крыш отличаются от простых двускатных вариантов тем, что не оснащаются вертикальными перегородками фронтонов. Вместо них, в конструкции присутствуют треугольные скаты, находящиеся в торцах. Подобные элементы зрительно делают крышу более компактной и аккуратной. Однако экономической выгоды от этого эффекта практически нет. Раскраивая листовые материалы для вальмового ската, расходы только приумножатся. Так, монтаж профилированного листа или металлической черепицы заставит домовладельцев ощутимо раскошелиться на приобретение материалов с большим запасом.

Для подобных конструкций лучше покупать штучные покрытия – так будет выгоднее.

Такие разновидности крыш разделяются по незамысловатым геометрическим формам. В самом нехитром решении без сопряжения ендов у такой конструкции будет две пары симметрично расположенных скатов в виде треугольников и трапеции. Подобная основа позволит сформировать качественную крышу с четырьмя скатами. В крыше с четырьмя скатами два ската проходят по длинной стороне постройки. Они являются трапециевидными.

Верхняя сторона выступает в качестве конька, а боковые составляющие расходятся от него по углам дома. С двух сторон на фронтонах скаты в подобном сооружении отличаются правильным строением по типу равнобедренного треугольника, упирающегося верхушкой в конек.

В анфас эта конструкция очень похожа на простую треугольную крышу с двумя скатами. В профиль же такое возведение приобретает трапециевидную конструкцию. При этом вариация самой трапеции главным образом зависит от задумки дизайнера или хозяев. Она определяется исходя из соотношения длины свеса карниза к параметру длины конькового элемента. Вальмы, пришедшие на замену фронтонов, всегда фиксируются под маленьким углом к горизонту.

Именно в их строении и кроется главная особенность вальмовой крыши и ее основания на стропилах, поскольку традиционным скатным способом соорудить ее не удастся, ведь коньковый прогон до конца не закрывает скат.

Из-за этого вальмовые ноги и треугольные детали не имеют опоры, необходимой верхним элементам. Опорой для данных деталей выступают накосные ноги, что соединяют конек и угловые составляющие конструкции. Главной особенностью подобных сооружений является их жесткость. Эта характеристика достигается благодаря боковым ребрам, которые соединяются друг с другом возле опорной балки конька. Стоит учитывать, что в подобном сооружении допустимо сформировать более выдающиеся свесы. С их применением стены дома будут защищены гораздо лучше и надежнее.

А также подобные конструкции отличает и то, что они не боятся сильных ветровых нагрузок, так как все скаты в таком случае являются наклонными, ветер не оказывает серьезного давления на сооружение.

Если решено соорудить своими руками подобную конструкцию, то следует принять во внимание такие отличительные черты этих видов крыш, как:

  • для составления их стропильных конструкций трудно провести требуемые расчеты, как и произвести работы по монтажу;
  • подобные проекты стоят дорого;
  • чердачное помещение с крышей вальмового типа станет гораздо меньше;
  • с такой конструкцией не получится оборудовать мансарду;
  • в пироге кровли придется соорудить окна, чтобы впустить естественное освещение.

Виды стропил

Стропильная система вальмовой крыши состоит из нескольких основных деталей.

  • Основные стропила. Подобные составляющие размещают с расчетом опоры на мауэрлат и краевой детали конькового бруска. Центральных стропил в таком возведении должно быть 4 штуки (по 2 ската по бокам).
  • Центральные стропила. Данные элементы располагают исключительно по оси конька. Они разделяют треугольный вальмовый скат четко пополам. Этих деталей должно быть 2 штуки.
  • Угловые и диагональные стропилины, которые еще называют накосными ногами. Данные элементы делают упор на угловой участок мауэрлата и конец конькового прогона. Эти составляющие являются самыми длинными, если ставить их в сравнении с остальными ногами.

В конструкции их должно быть 4 штуки. Так, на всех краешках конька необходимо обязательно зафиксировать по 5 стропил: 2 центральных, 1 центральное вальмовое и 2 диагональных.

  • Промежуточные стропила. Эти стропила следует устанавливать на скаты по бокам между основными стропилами. Эти элементы имеют те же габариты и тоже в своей опоре мауэрлат и прогон конька. Число подобных составляющих зависит от подобранного шага монтажа. Если конек является маленьким, то такие детали могут, вообще, не присутствовать.
  • Короткие стропила. Их нужно устанавливать на трапециевидных скатах по бокам между основным стропилом и угловым элементом крыши. Укороченные стропила тоже имеют в опоре мауэрлат, а также диагональные ноги. Их число зависит от шага установки. Стоит учитывать, что длина деталей может меняться – становиться меньше, приближаясь к углу конструкции.
  • Укороченные стропила вальмового ската, которые иначе называются нарожники. Их размещение, число и габариты схожи с боковыми укороченными элементами.

В целом все стропильные основания подразделяются на несколько видов.

  • Висячие. При такой основе стропильные составляющие оснащаются опорными стойками в двух точках: в верхней половине на коньковый прогон и в нижней – на мауэрлат. Подобная основа берет на себя нагрузки на прогибание, а также сжатие и распирание.
  • Наслонные. При наслонной конструкции стропилины опираются не на две, а на три точки: сверху – на конек, в середине – на стойку, снизу – на мауэрлат. Стойки ставят на несущие перекрытия, находящиеся внутри. Что касается вертикальных опорных элементов, то они в конструкции призваны уменьшать прогиб ног стропил, а также ликвидируют распирание.
  • Комбинированные. Такие системы состоят из наслонных и висячих деталей, чередующихся между собой.

Элементы системы

Кроме самих стропильных элементов, в конструкции крыши вальмового типа присутствуют и другие необходимые детали.

  • Мауэрлат. Эта деталь являет собой довольно мощный и крепкий брусок, который прикрепляется по периметру верхнего торца перекрытий постройки. Мауэрлат является базовым основанием для строительства сооружения из стропил.
  • Коньковый брус или прогон. Этот элемент обычно располагается исключительно по продольной оси жилища, на высоте от уровня перекрытия, которая находится в зависимости от планируемой крутости скатов.
  • Затяжки. Эти элементы являют собой перемычки в горизонтальном положении, расположенные между ногами. Они стягивают между собой стропила, устраняя нагрузку в виде распирания на стеновые перекрытия. Их располагают повыше у конька (ригель) либо внизу как балку перекрытия.
  • Подкосы подстропильных ног. Эти детали устанавливают под углом к стропилам, чтобы создать эффект сокращения их сгиба под действием собственного веса.
  • Шпренгели. Это вертикальные подпорки, необходимые для диагональных стропилин. Сооружения с вертикально расположенными стойками и горизонтальными схватками называются шпренгельными фермами.
  • Стойки-подпорки под прогон. Эти детали можно опереть на правильно и ровно выложенный лежень в центральной части перегородки параллельно коньку либо сделать упор в элементы перекрытия или затяжки.
  • Ветровая балка. Эту деталь нужно прибить внутри наискось непосредственно к ногам стропил. Зачастую эти составляющие элементы прикрепляют с двух сторон, особенно когда постройка сооружается в районе с постоянными ветрами.
  • Лежень. Этот элемент делают из деревянного бруса толщиной 100 мм и больше. Лежень играет роль мауэрлата на внутренних несущих перекрытиях. Именно на эту деталь в дальнейшем устанавливают стойки.

Расчет материала

Прежде чем приступать к сборке стропильной основы под вальмовую крышу, следует грамотно рассчитать материалы, которые понадобятся для проведения работ. Стоит учитывать, что составление проектной схемы и чертежа крыши с четырьмя скатами считается одним из самых трудных. В этом случае очень важно не ошибиться в своих расчетах. А также нужно помнить, что уклон крыши обычно составляет от 5 до 60 градусов. Опираясь на эти данные, нужно подобрать ту или иную кровлю. Для маленьких уклонов лучше всего подойдут рулонные материалы, а для крутых оснований – черепица.

При подсчетах пригодятся следующие данные:

  • общий вес будущей кровли;
  • вес гидроизоляционного и утепляющего слоев;
  • нагрузки от снега и ветра в месте проживания;
  • местный климат;
  • тип стропильных элементов, а также присутствие дополнительных деталей для сохранения должной плотности вальмовой крыши;
  • все устройства, которые планируется расположить на крыше по ходу проведения работ.

Зная все перечисленные данные, можно быстро и беспроблемно сделать подсчет материалов, которые требуются для постройки вальмовой конструкции. Для этого рекомендуется обращаться к специальным онлайн-калькуляторам, с помощью которых можно узнать все требуемые значения, в том числе и высоту конька конструкции.

А также важно правильно рассчитать узлы сооружения.

В них должны присутствовать такие детали, как:

  • коньковый узел;
  • узел опоры балок на мауэрлат;
  • узел соединения стропил с затяжкой;
  • узел совмещения подкоса, сойки и опоры.

Укладка и усиление конструкции

У современных домовладельцев есть возможность соорудить стропильное основание для четырехскатной крыши своими силами. Для этого сначала нужно составить проект будущего сооружения с указанием всех размеров. Устройство стропильной системы следует начинать с монтажа вертикальных опорных элементов, чтобы поддерживать коньковый брусок. Чтобы закрепить эти опоры, на балке в центре применяют особые укосы. Завершив их монтаж, устанавливают диагональные стропила – обрезные доски с сечением 50х150 мм.

На накосные стропила в дальнейшем ляжет самая большая нагрузка, поэтому крайне важно, чтобы данные составляющие были поставлены правильно. Стоит отслеживать, чтобы диагонали стропила составляли одну длину, поскольку они будут регулировать длину свесов кровли. Габариты свесов обычно составляют примерно 50–60 см, но в районах с сильными ветрами эти детали могут достигать метра.

Завершив монтаж накосных деталей, нужно установить рядовые стропила, оставляя свободное расстояние (шаг). Эти промежутки нужно рассчитывать, учитывая ширину теплоизоляционных плит. Как правило, шаг между такими стропилами составляет 60 см.

Крепление рядовых деталей к коньковому бруску и мауэрлату делается при помощи рубки. Чтобы дополнительно зафиксировать эти элементы, можно использовать верхние ригели и стяжки. Со всех сторон диагональных стропил нужно прикрепить по нарожнику. Благодаря этим составляющим будет осуществляться скрепление стропил с мауэрлатом. Что касается рядовых стропил и нарожников, то их нужно укладывать параллельно друг другу под прямым углом к коньковому элементу.

Зачастую крыши с четырьмя скатами характеризуются крепким и жестким строением, которое беспроблемно выдерживает серьезные нагрузки. Но в ситуациях, когда эти сооружения имеют маленький наклон, который провоцирует серьезную нагрузку под действием снега, нужно заняться укреплением имеющейся конструкции. Для этого можно использовать шпренгели или фермы.

Сам по себе шпренгель выглядит как брусок, который выкладывается на две стены, сходящиеся под углом. Этот элемент будет выступать в качестве основы под монтаж вертикальной стойки, которая будет поддержкой диагональной стропильной детали. Подобным образом укрепляется часть снизу накосного стропильного элемента. Если же необходимо усиление верхней площади, то устанавливают шпренгельную ферму.

Советы и рекомендации

При создании стропильной системы вальмовой крыши следует придерживаться нескольких советов специалистов.

  • Стоит учитывать, что висячая основа подойдет только для построек, ширина которых составляет меньше 6 м. Наклонные же стропила с дополнительной опорой могут увеличить это расстояние до 12 м, а с двумя опорами – до 18 м.
  • Определенные детали конструкции имеют большую длину, а стандартные габариты пиломатериалов при этом ограничиваются значением в 6 м. Чтобы разрешить эту проблему, кровельщики делают клееные и наборные стропила, собранные из 2 или 3 отдельных частей.
  • Не следует приступать к конструированию стропильной системы, если отсутствует проект. Без подробной схемы конструкция может получиться неправильной и потребует переделки.
  • Вальмовую крышу можно устанавливать не только над частными домами, но и над беседками на приусадебных участках.
  • Если при сборке стропильной системы была допущена небольшая погрешность в параллельности, то ее можно исправить при помощи мауэрлата, а разницу в высоте деталей удастся подкорректировать специальными прокладками.

Удачные примеры и варианты

Вальмовые крыши выглядят очень эстетично, придавая частному дому более аккуратный и завершенный вид. Особенно привлекательно на жилых строениях смотрятся конструкции с эркером. Например, уютный двухэтажный дом из светлого дерева можно украсить вальмовой эркерной крышей контрастного темно-салатового или изумрудного цвета.

Темная вальмовая крыша будет органично смотреться в комбинации с нежно-молочным фасадом одноэтажного дома. Чтобы обыграть контраст, следует установить в таком жилище окна с темными рамами и такие же темные двери со стеклянными вставками. Для смягчения таких сдержанных тонов можно высадить около дома живые цветы розового цвета.

На светлом оштукатуренном доме, окруженном белым металлическим забором, будет гармонично смотреться розовая вальмовая крыша. Оживить постройку можно темными оконными рамами и кирпичной кладкой вокруг входной двери.

Вальмовые крыши потрясающе смотрятся в ансамбле с домами, имеющими фасад, отделанный камнем. Причем и крыша, и стены строения могут быть темными и различаться только по оттенку. Чтобы сооружение не казалось слишком мрачным, его следует завершить окнами с белыми рамами и широкой асфальтовой или каменной тропинкой, ведущей к входной двери.

В следующем видео вас ждет установка стропил и мауэрлата по безраспорной системе для вальмовой крыши.

Стропильные системы вальмовых крыш — расчет, элементы, схема и утройство

Крыша выполняет много функций, поэтому к ее обустройству нужно подходить грамотно и ответственно. Вальмовая крыша – один из наиболее надежных вариантов.

Достоинства:

  • Способна противостоять сильным ветрам;
  • Долгое время не деформируются, имея жесткую конструкцию;
  • Можно сделать карнизные свесы любой длины со всех сторон постройки, что обеспечивает дополнительную защиту фасада от осадков;
  • Карнизные навесы разрушаются гораздо меньше;
  • Если дом имеет мансарду, то строение с вальмовой крышей выглядит ниже и красивее.
  • Можно создать индивидуальный проект.

Недостатки:

  • Конструкция тяжело устанавливается;
  • Обустройство крыши обойдется довольно дорого;
  • Чердачное помещение уменьшается, в дальнейшем трудно будет обустроить в нем мансарду;
  • Если в крыше есть мансардные окна, то через них может проникать влага в помещения.
  • Для ее монтажа понадобится нанимать специальную бригаду строителей, потому что одному ее сделать невозможно.

Вальмовая крыша подразделяется на несколько видов:

  • Четырехскатный стандартный тип – для его установки понадобится прямые брусья. Угловые ребра начинают тянуться от коньков, свесы необходимо располагать на одной высоте.
  • Голландский полувальмовый тип – имеет укороченные вальмы и в длину они в 1,5-3 раза меньше скатов. Это делается с целью установки вертикальных видов окон в чердачном помещении.
  • Датский полувальмовый тип – делается вертикальный фронт, а чуть ниже необходимо обустроить торцевой скат. В виде фронта применяются треугольные окна.
  • Шатровый тип – чаще всего его делают, если крыша имеет квадратную форму. Вальмы этого вида напоминают равнобедренные треугольники, а их ребра соединяются в определенной точке.
  • Вальмовый ломаный тип – скаты делаются различных параметров, которые могут расходиться под разными углами. Если на доме установлена ломаная вальмовая крыша, то он смотрится эффектно и необычно, в чердачном помещении можно использовать всю площадь.

Устройство вальмовых крыш

Особенности кровли:

  • Вальмовая крыша – это, по сути, четырехскатный тип кровли.
  • Торцевые скаты, их называют вальмами, делаются в виде треугольника, они начинаются от карниза до конька.
  • Скаты сбоку – это трапеция.
  • Монтировать подобную конструкцию сложно, но результат того стоит.
  • На стропила, находящиеся по краям, идет вся основная нагрузка, поэтому их усиливают.
  • Перед тем как приступить к монтажу кровли, необходимо составить проект и все точно рассчитать.
  • Качество и долговечность конструкции напрямую зависит от выбранных материалов. Чаще всего в этих целях используют древесину сосны либо лиственницы, которую тщательно просушивают и обрабатывают защитными препаратами.

Основные конструктивные элементы:

  • Опорные доски;
  • Прогон – балка, крепящаяся к мауэрлату параллельно, что создает дополнительную опору стропильной системе.
  • Обрешетка;
  • Мауэрлат – для него подбирается брус 10/10,15/15/ либо 10/15см. Укладывается сверху периметра стеновой панели здания. Предназначен, как опора для стропил, поэтому его необходимо хорошо закреплять. Между ним и стеновой панелью нужно укладывать водонепроницаемый слой.
  • Подкосы – устанавливаются под опору.
  • Затяжки;
  • Рядовые стропила – для прочности в установке используются ригели и стяжки.
  • Нарожники – их чаще всего стыкуют со стропилами, расположенными по диагонали.
  • Диагональные стропила их необходимо обрезать после монтажа либо сразу подбираются одинаковые по длине.
  • Накосные стропила;
  • Конек – что его монтировать понадобится рейка и отвес.
  • Само кровельное покрытие.

Основные элементы и узлы вальмовой крыши

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

  • Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
  • Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
  • Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
  • Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.

Как рассчитывается высота конька:

  • К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
  • Высоту конька следует находить по формуле:

    H= d*tqα

     Где d – это ширина здания, tqα – угол ската.

  • Конек должен размещаться строго по оси продольной.

Как определить длину конькового прогона:

  • Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
  • Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
  • Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
  • Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
  • Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

  • Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
  • Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
  • Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
  • Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
  • Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
  • Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α – угол уклона кровельного покрытия.
  • Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
  • Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.

Как определить шаг установки стропил:

  • Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
  • Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

  • Нужно знать следующие параметры:
    • Угол ската;
    • Вид покрытия крыши;
    • Снеговую нагрузку;
    • Уровень ветра.
    • Высоту строения в коньке;
    • Степень открытости земельного надела;
    • Шаг стропил.
  • Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

L1=2/3 * L

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

  • Стропильные ноги из бруса;
  • Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
  • Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
  • Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
  • Кобылки и подкосы из доски 50*100;
  • Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
  • Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
  • Деревянная обрешетка.
  • Слой пароизоляции.
  • Теплоизоляционное покрытие.
  • Слой гидроизоляции.
  • Дощечки деревянные для обрешетки.
  • Сама кровля.

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 к

Вальмовая крыша стропильная система: чертежи, правильный расчет

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

  • Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

  • Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

  • Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

  • Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Вальмовая крыша своими руками

Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

Угол наклона

При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными сн

особенности конструкции и нюансы монтажа

Среди крыш для частного дома, вальмовые кровли обладают хорошей способностью самоочищаться и противостоять сильным ветровым нагрузкам. Помимо отличных технических характеристик, внешний вид таких конструкций безупречен. Однако стропильная система вальмовой крыши имеет довольно сложное устройство и требует корректного расчета всех составляющих. Наличие грамотного проекта и кропотливость в монтаже станут залогом красивой и добротной конструкции.

Небольшой дом для отдыха с вальмовой конструкцией крыши

Вальмовые крыши: фото конструкций интересного дизайна

Вальмовые крыши — это вид кровель, состоящих из четырех скатов и, в силу своих конструктивных особенностей, имеющих большую устойчивость к сильным порывам ветра. Это объясняется тем, что вместо фронтонов в домах с вальмовой крышей используются вальмы (наклонные треугольные скаты), благодаря которым форма становится более обтекаемой, а сама кровля прочной.

Деревянный дом с четырехскатной вальмовой кровлей

Отсутствие фронтонов делает высоту дома с вальмовой крышей визуально меньшей, однако в целом домостроение с такой кровлей выглядит органично. Фото одноэтажных домов с вальмовой крышей свидетельствуют о том, что зачастую пространство непосредственно под кровлей используется для обустройства уютного мансардного помещения. Для освещения мансарды в крыше располагают полноценные оконные конструкции.

Фото домов с вальмовой крышей иллюстрирует аккуратные внешние очертания кровли, в которой нередко оборудуются слуховые окна. Это делает крышу колоритной и интересной в дизайнерском плане. Четырехскатные крыши обычно применяют для домов большой площади, основание которых образует прямоугольник. Если же периметр дома имеет квадратную форму, то используют другую разновидность вальмовой крыши – шатровую.

Одноэтажный дом с шатровой крышей

Основной особенностью шатровой крыши является то, что все ее скаты имеют одинаковую форму равнобедренного треугольника и идентичный угол наклона. Сходятся все грани такой конструкции в одной верхней точке. Шатровые крыши уместны также в домах, имеющих правильную форму многоугольника. Сколько сторон в многоугольнике, столько и симметричных скатов будет у крыши. С точки зрения архитектуры, такие конструкции не менее привлекательны.

Еще один подвид вальмовой кровли – полувальмовая крыша. Это сочетание в одной конструкции двускатной и вальмовой модели. Для придания крыше обтекаемой формы фронтон накрывают небольшим треугольным скатом (полувальмой), длина которого по уклону укорочена. Такой вариант способствует тому, что коньковый элемент крыши становится недоступным действию ветровых потоков. При использовании пространства под крышей в качестве мансарды есть возможность оборудовать во фронтонной части полноценные окна.

Исключительно выглядят вальмовые крыши с эркером. Эркерные кровли добавляют всему домостроению романтичность и изысканность. Можно встретить крыши с эркерами, пристроенными к основной конструкции или отдельно возведенные над выступом стены. Главным недостатком таких кровель является сложность в проектировании и довольно дорогой монтаж.

Дом с полукруглым эркером

Для покрытия вальмовой конструкции можно использовать практически все современные кровельные материалы: шифер, профнастил, металлочерепицу, керамическую и битумную черепицу и другие материалы. Кровельное покрытие подбирается с учетом уклона кровли, особенностей климата региона, характеристик материала. Кроме того, не последнюю роль играет долговечность, эстетичность и стоимость самого покрытия.

Знакомясь с конструкцией вальмовой крыши можно обнаружить, что согласовать между собой все скаты с одинаковым уклоном довольно сложно. Необходимы точные расчеты, грамотный проект и теоретические рекомендации профессионалов. Но, несмотря на сложность сооружения каркаса, вальмовые крыши пользуются несомненной популярностью среди частных застройщиков.

Современный дом с вальмовой крышей

Основные преимущества вальмовой крыши

Помимо оригинального дизайна вальмовые кровли имеют ряд достоинств, которые выгодно выделяют конструкцию среди других моделей:

  • отсутствие фронтонов способствует неуязвимости конструкции к сильным ветровым нагрузкам. Чем меньше величина уклона скатов крыши, тем меньшее воздействие оказывает давление ветра на стропильную систему;
  • обтекаемая форма всех четырех скатов способствует устойчивости конструкции к любому виду атмосферных осадков;
  • что касается эффективности энергосбережения, то такая конструкция во многом превосходит двухскатные кровли;
  • утеплить вальмовую крышу гораздо легче, так как термоизоляционный пирог располагается под скатами. В моделях крыш с фронтонами — требуется особое утепление вертикального фасада, более подверженного силе ветра;
  • система накосных, центральных и нарожных стропил обеспечивает надежную конструкцию, стойкую к деформациям под воздействием внешних нагрузок;
  • в зависимости от уклона, есть возможность рационального использования пространства под вальмовой крышей для мансарды и обустройства в крыше окон.

Наряду с особенным внешним видом вальмовая крыша обладает высокой степенью надежности и прочности

Главными недостатками четырехскатных моделей остаются сложность устройства стропильной системы вальмовой крыши и невозможность обустройства мансарды в моделях с небольшим уклоном. Однако при должном изучении чертежей вальмовых крыш и продуманных до мелочей мероприятий по возведению, строительство таких конструкций становится реально выполнимой задачей.

Стропильная система вальмовой крыши: основные элементы

Каркас вальмовой крыши представляет собой коньковый брус и систему различных стропил. Беря во внимание то, что скаты и вальмы имеют разный уклон, различают несколько видов стропильных ног. К основным составляющим конструкции относят:

  • угловые стропила (накосные) – основные несущие элементы конструкции, расположенные по углам каркаса. Накосные стропильные ноги имеют меньший уклон относительно других промежуточных стропил;
  • центральные стропила – они крепятся к концам конькового бруса: с каждой стороны по три элемента. Их называют центральными промежуточными стропилами;
  • промежуточные стропила – располагаются между центральными стропилами, берут начало от обвязки и заканчиваются на коньке;

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши

  • короткие стропила (нарожные) – элементы крепятся одним концом к накосным стропилам, другим – к обвязке. Нарожные стропила отличаются по длине, но имеют одинаковый уклон;
  • коньковый прогон – горизонтально расположенный ригель, служащий верхней опорой для накосных и центральных стропил;
  • мауэрлат – брус, закрепленный сверху наружных стен. Он служит для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки стропильных ног. Мауэрлат является своего рода основанием стропильной системы и связывает каркас крыши со стенами дома. Так как площадь крыши большая, такая привязка позволяет крыше не «улететь» при сильных порывах ветра;
  • подкос – наклонный брус, применяемый в качестве подпорки для стропил большого пролета, воспринимающий горизонтальные нагрузки. Используя подкосы можно перекрывать существенно больший пролет и экономить сечение основных несущих балок. В конструкции вальмовых крыш угол наклона подкосов составляет 45 или 60 градусов;

Стропила кровли вальмовой конструкции

  • бабака – вертикальная опора, на которую опираются стропильные ноги;
  • затяжка – деревянный брус, выполняющий роль дополнительной опоры для стропильных ног и не дающий им разъезжаться. Для затяжки обычно используют брус меньшего сечения, чем для стропил;
  • шпренгель – горизонтальные элементы, укладываемые по диагонали в углах стен. Шпренгель выполняет роль опоры под стойку для накосных стропил. Такой элемент используется в случае, когда нет технической возможности установить стойку на перекрытие;
  • обрешетка – слой досок небольшого сечения, которые укладываются перпендикулярно поверх стропил. Выполняет роль основы под кровельное покрытие. Доски обрешетки укладывают с небольшим шагом (примерно в одну доску). В местах расположения ендовы или карниза обрешетку выполняют сплошной;
  • контробрешетка – элементы, устанавливаемые поверх и параллельно стропилам до обрешетки. Служат для создания вентиляционного зазора между обрешеткой, гидроизоляцией и кровельным материалом;
  • кобылка — небольшой отрезок доски, с помощью которого удлиняют стропильную ногу для создания карнизного свеса. Он предназначен для отвода дождевой и талой воды от стен дома, а также защиты цоколя и откосов от косого дождя.

Стропильная система вальмовой крыши

На фото стропильной системы вальмовой крыши можно увидеть, что коньковый прогон располагается строго по центру и параллельно несущим стенам дома. Кроме того, начало и конец прогона должны находиться на одинаковом расстоянии от торцевых стен. Такое расположение обеспечит равномерное распределение нагрузки, а, следовательно, и устойчивость конструкции.

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Вальмовые четырехскатные кровли превосходят по сложности возведения обычные двускатные модели. Это объясняется сложностью точной стыковки всех четырех скатов под требуемым уклоном. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника. При формировании стропильной системы и возникают основные трудности устройства вальмовой крыши.

Проект дома с вальмовой крышей учитывает, что уклон скатов должен находиться в пределах от 10 до 60 градусов. На выбор угла наклона влияет количество атмосферных осадков, материал кровельного покрытия, а также то, будет ли использоваться подкровельное пространство под мансардное помещение. В регионах с большим количеством осадков уклон должен быть не менее 45 градусов.

Схемой вальмовой крыши должны быть предусмотрены форма сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса. Помимо этого, в чертежах стропильной системы вальмовой крыши отражается длина конькового прогона, высота крыши, угол наклона скатов, ширина пролетов, методы усиления конструкции и специфика крепления элементов.

Схематическая конструкция вальмовой крыши

Учитывая, что накосные стропильные ноги имеют большую длину и являются опорными для нарожников, они нуждаются в усилении. Для этого применяют шпренгель, балку которого врезают в мауэрлат, а стойкой подпирают накосную ногу. Для усиления стропильной системы практикуют использование ветровой балки. Ее фиксируют с внутренней стороны центральных стропил по диагонали преимущественно с ветреной стороны дома.

В случае когда стропила имеют длину более 4,5 м для их усиления используют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать для стропил брус меньшего сечения. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые не дают стропилам разъехаться. Если затяжки крепятся ближе к коньковому ригелю, они могут служить в качестве основания под обшивку потолка мансардного этажа.

В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность использования наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах выясняется, что параметры бруса не соответствуют требуемой нагрузке, возможно применение клееных или наборных стропильных балок. Эти модифицированные элементы значительно массивней и могут иметь большую длину.

Стропильная система дома с вальмовой кровлей

Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то используют висячие стропильные ноги, которые опираются только на две опоры (на две стены дома). В этом случае стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. Ввиду того что стропильные ноги создают распирающие усилие на стены, применяют деревянную затяжку, которая соединяет между собой стропила. Обычно ее устанавливают внизу у основания стропильных ног.

Когда строение имеет промежуточную несущую стену или средние опорные столбы, используют схему наслонных стропил. В этом варианте стропила одним концом опираются на наружные стены, а для средней части ног опорой являются колонны или внутренняя несущая стена. При такой конструкции стропильные элементы работают на изгиб, подобно балке.

По сравнению с крышей, где используют висячие стропила, конструкция с наслонными стропильными ногами является более легкой. На возведение такой кровли расходуется меньше материалов, что уменьшает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это происходит когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая — нет. Для устройства крыши над таким строением используют оба варианта стропил.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши

Схему стропил вальмовой крыши с выносом применяют, когда необходимо произвести увеличение карниза. В этом случае стропильные ноги будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия такой элемент как мауэрлат можно полностью исключить из конструкционной схемы. Вместо него предлагается применение деревянных выравнивающих прокладок.

Стропильная система вальмовой крыши с эркером

Довольно популярным в частном строительстве является возведение стен домов с эркерами (выступами). Это очень интересное архитектурное решение, однако проекты таких домов отличаются сложностью проектирования и строительства конструкции. Эркер можно возвести не только во время строительства, но пристроить к уже существующему зданию. Выступ может быть одноэтажным и многоэтажным.

Стоит отметить, что самым сложным в возведении домов такой архитектурной формы является проектирование и монтаж вальмовой крыши с эркером. Основное правило — крыша эркера должна гармонично поддерживать основную кровлю строения, образуя общий стиль. Возвести эркерную крышу очень сложно, поэтому не каждый решится на строительство такого дома. Малейшая неточность в расчетах может привести к тому, что конструкция будет ненадежной.

Строение вальмовой крыши с эркером различных форм

От того какую форму имеет выступ (закругленную, многогранную, прямоугольную) зависит и форма крыши для него. Это может быть вальмовая, многощипцовая, двускатная конструкция или крыша в форме полусферы. Иногда над эркером возводят шпилеобразную крышу.

Практикуется два варианта крыши над эркером: самостоятельная крыша выступа или объединенная с кровлей основного строения. Для стропильной системы эркера используют материал с меньшим сечением, чем для стропильных ног основной конструкции крыши. Это обуславливается тем, что эти элементы будут воспринимать меньшую нагрузку.

Технология укладки кровельного покрытия над эркером идентична способу покрытия основной крыши. Рекомендовано использовать черепицу, так как для небольшого участка с несколькими скатами необходим материал, при использовании которого оставалось бы минимальное количество отходов. Этим требованием и отвечает черепица битумная или керамическая. Для расчета металлочерепицы на вальмовую крышу можно воспользоваться специальным калькулятором.

Монтаж металлочерепицы

Особое внимание при возведении крыш с эркером следует уделить ендовам. Их применяют в конструкции двух видов — верхняя ендовая планка и нижняя. Одна закрывает неэстетичные срезы, по другой будут стекать осадки. Кроме того, профессионалы не советуют экономить на крепежных деталях (саморезы, гвозди, шпильки, пластины). Их необходимо приобретать в нужном количестве и хорошего качества.

Узнать об особенностях возведения конструкции можно из видео монтажа вальмовой крыши с эркером.

Металлочерепица для вальмовой крыши с эркером

Вальмовые крыши своими руками: чертежи и фото, эскизы и расчеты конструкции

Прежде чем приступить к строительству вальмовой крыши своими руками, необходимо выполнить чертежи и произвести корректный расчет всей конструкции. Нелишним было бы обратиться за помощью к специалисту, который имеет опыт в этой сфере и сможет оптимально подобрать угол наклона и произвести расчет. Учитывая, что конструкция кровли может содержать ломаные линии и неровности, безошибочно просчитать все составляющие элементы будет затруднительно.

Советы по составлению чертежей и эскизов

Перед тем как сделать вальмовую крышу своими руками, пусть даже самой простой конструкции, потребуется разработка проекта вальмовой крыши с чертежами и эскизами. Это поможет определить форму крыши и даст возможность правильно рассчитать необходимое количество материалов для строительства. Для выполнения проектирования можно воспользоваться следующими рекомендациями:

  • следует измерить высоту, длину и ширину дома. Согласно полученным данным изобразить схематично фасад и торец дома в удобном масштабе. Таких эскизов необходимо выполнить несколько экземпляров;
  • при определении оптимальной высоты вальмовой крыши по отношению к дому и уклона скатов крыши, необходимо на одном из эскизов отобразить несколько вариантов контура кровли. Далее следует выбрать наиболее удачный, и с помощью транспортира определить угол наклона скатов будущей конструкции;

Проект вальмовой крыши, где А1 — ширина основания, А2 — ширина заложения, B — высота подъема, C — длина свеса, D — длина основания

  • следующим этапом будет нанесение на схему разметки положения наслонных стропил – в этих местах отмечаем точки. Делим длину стены, обозначенную на схеме, на равные отрезки – это и будет шаг между балками. Он может быть от 40 см до 2 м. Но необходимо учитывать, что довольно часто установленные стропильные ноги повлекут за собой чрезмерный расход материала, а большой шаг между стропилами станет причиной использования элементов усиления конструкции;
  • при определении длины конька необходимо брать во внимание, что прогон должен связывать парное количество стропильных ног. На одном из эскизов необходимо отметить равные отрезки от каждого края стены;
  • полученные схемы переносятся на общую схему, после чего можно просчитать количество необходимого материала. Длина стропильных ног определяется по внешней стороне, исходя из длины карнизных свесов (около 50 см).

Пример раскладки стропил вальмовой кровли

По числу стропильных ног можно высчитать количество крепежных элементов. Во всех узловых креплениях будут использоваться гвозди. На каждую стропильную ногу приходиться по два крепежных уголка. При заготовке материала следует сделать небольшой запас на случай повреждения материала. Если дом выполнен из кирпича или блоков, необходимо приобрести брус для устройства мауэрлата.

Выбор угла наклона скатов

При определении угла наклона вальмовой крыши следует учитывать климатические условия, в которых ведется строительство. Если климат жаркий, сухой и ветреный – уклон должен быть минимальным, чтобы не допустить перегрева и избежать дополнительной нагрузки. В районах с обильными снеговыми осадками – уклон увеличивают для беспрепятственного схода снега.

Кроме того, при выборе угла вальмовой крыши следует учитывать материал кровельного покрытия, каждый вид которого имеет ограничения по уклону скатов:

  • шифер – покрытие используется при уклоне кровли от 13 до 60 градусов. В случае если угол наклона менее 13 градусов, то в стыки будет просачиваться влага, а зимой – попадать снег. Это приведет к значительному сокращению срока эксплуатации крыши;
  • керамическая черепица – оптимальный уклон для этого материала: от 30 до 60 градусов. При укладке черепицы на крыше, уклон которой менее 25 градусов, следует выполнить меры по улучшению вентиляции и гидроизоляции;

Выбор угла наклона скатов кровли

  • металлочерепица – при укладке этого материала максимальный угол наклона не нормируется, минимальный – 15 градусов;
  • битумная черепица – покрытие используется для крыш с уклоном свыше 12 градусов. Максимальный показатель угла наклона неограничен. Материал отлично повторяет форму любой поверхности;
  • битумный шифер – листы этого материала используют при уклоне от 5 градусов. Максимального значения нет, однако от угла наклона будет зависеть шаг обрешетки, а при уклоне от 5 до 10 градусов нужно обустроить сплошной настил;
  • стальная фальцевая кровля – укладывается при уклонах от 20 градусов. Максимальное ограничение угла наклона отсутствует.

Увеличение угла наклона способствует увеличению площади крыши, что повлечет дополнительные расходы строительного материала. Поэтому если принципиально важно экономить материалы, то это следует брать во внимание при составлении чертежей.

Особенности расчета площади вальмовой крыши

Чтобы определить требуемое количество кровельного материала для покрытия вальмовой кровли, необходимо рассчитать площадь покрываемой поверхности.

Расчет площади вальмовой крыши частного дома

Для вычисления потребуются следующие данные:

  • учитываются имеющиеся в крыше слуховые окна и трубы дымохода, так как их присутствие обязывает увеличить расход кровельного материала;
  • определяется длина ската от нижней части конька до края карнизного свеса;
  • производится расчет стен брандмауэра, парапетов, свесов и других элементов;
  • расчетом не учитываются примыкания полотен, стоячие фальцы, выступающие элементы брусков.

Чтобы получить точные данные о площади крыши, можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться современными программами, которые произведут максимально точный расчет. Но если все же вы решили сделать это самостоятельно, необходимо условно разделить всю поверхность на отдельные элементы, площадь которых легко просчитать математически, а затем полученные значения просуммировать.

Чем более точно будет определена площадь, тем ниже вероятность приобретения излишнего материала и нерационального расходования финансов. Количество материалов, требуемое на строительство, должно быть зафиксировано еще на стадии проекта одноэтажного дома с вальмовой крышей. В стоимость этих материалов входит и кровельное покрытие, поэтому от правильного расчета площади поверхности крыши зависят расходы на постройку дома в целом.

Двухэтажный дом с вальмовой крышей

Для расчета площади необходимо воспользоваться планом вальмовой крыши. Следует также учитывать технические характеристики кровельного покрытия (толщину, длину) и методы его монтажа. Толщина материала оказывает влияние на вес покрытия, а зная длину и ширину материала можно расположить его с наименьшим количеством отходов и стыковочных линий.

Для наглядности можно проанализировать использование в качестве кровельного материала керамической или гибкой черепицы. Керамическая черепица – материал тяжелый и превосходит по весу гибкую в 5 раз. Под укладку гибкой черепицы не требуется система стропил и частая обрешетка, однако под нее необходимо укладывать всплошную фанеру или другой материал. Поэтому, чтобы определить стоимость всего строительства и выбрать наиболее выгодный материал, необходимо выполнение расчета вальмовой крыши.

На общую стоимость строительства, без сомнения, будет влиять площадь вальмовой кровли, но при этом стоит учитывать и сложность возведения самой конструкции, особенно если речь идет об обустройстве мансардного помещения. На сложность расчета будут влиять такие элементы, как слуховые окна, отверстия для вентиляции, дымоходы и т. д.

Для примера можно рассчитать площадь четырехскатной вальмовой крыши. С чертежом кровли расчеты произвести гораздо удобнее и требуемые значения будут более точными. На схемах видно, что основанием для крыши служит прямоугольник, два ската представляют собой равнобедренный треугольник, два другие — трапеции.

Схема устройства четырехскатной вальмовой крыши, где L1 — длина, L2 — ширина

В этом случае, тангенс угла наклона треугольной грани равен отношению h (высота кровли) к ? величины b (длина основания треугольника). Так, высоту крыши определяем выражением:


h = (b tan ?)/2.

Длину боковой стропильной ноги (е) можно определить с помощью угла наклона:


е = b/2 cos ?.

Используя Теорему Пифагора можно определить длину накосных стропильных ног (d):

Общая площадь всей кровли вычисляется путем суммирования площадей всех составных элементов поверхности вальмовой кровли, а именно четырех треугольников и двух прямоугольников:


S = 4(eb/2)+2(a-b)e = 2e(b+a-b) = 2ea.

Если требуется рассчитать площадь вальмовой крыши на квадратный дом, то ее значение будет равно сумме площадей четырех треугольных скатов.

Устройство четырехскатной шатровой крыши

Калькулятор расчета площади вальмовой крыши

Ввиду того что не всем под силу самостоятельно рассчитать все параметры кровли, сайты компаний, специализирующиеся на строительстве крыш и реализации кровельных материалов, предлагают воспользоваться онлайн-калькулятором. С его помощью можно узнать точное количество пиломатериалов, изоляционных и кровельных материалов, а также рассчитать длину и сечение стропил для конструкции выбранного типа.

Воспользовавшись для расчета вальмовой крыши онлайн-калькулятором с чертежами и схемами, можно определить, насколько оптимален уклон скатов относительно того или иного кровельного покрытия, способно ли сечение бруса выдержать действующие ветровые и снеговые нагрузки на стропильную систему именно в вашем регионе.

Перед тем как рассчитать вальмовую крышу с помощью программы, необходимо заполнить предлагаемые поля калькулятора: длину и ширину основания, уклон кровли, длину боковых и торцевых свесов, ширину, толщину и шаг доски обрешетки, указать сорт древесины и шаг для стропильных ног. Кроме того, для расчета нагрузки вводятся данные о регионе и типе местности.

Проектирование крыши вальмовой конструкции

После обработки онлайн-калькулятором введенных данных, вы получите сведения о соответствии указанного вами уклона нормам используемого кровельного покрытия. Если будет обнаружено несоответствие, программа предложит варианты замены. Кроме того, вы получите данные о высоте подъема, длине конька вальмовой крыши, веса кровельного покрытия, количества рулонного материала с учетом длины и ширины рулона, а также требуемого нахлеста при укладке.

Выводы калькулятора включают также площадь поверхности крыши (сюда войдет сумма площадей всех скатов, включая свесы требуемой длины), количество кровельного и подкровельного материала, который потребуется для возведения крыши. Рассчитанная величина максимальной нагрузки на систему стропил учитывает конструкцию кровли, вес кровельного пирога и введенные данные о снеговых и ветровых нагрузках.

Помимо этого, программа сделает расчет стропильной системы вальмовой крыши: выдаст сведения о количестве и размерах боковых и диагональных стропил, а также предложит для стропильной системы рекомендуемый размер минимального сечения, выбор которого обеспечит конструкции должную прочность.
С помощью данных калькулятора об оптимальном количестве рядов и досок обрешетки можно избежать возможного перерасхода материала, а также временных затрат на излишнюю подрезку пиломатериалов. Кроме того, вы получите сведения о количестве доски в кубических метрах и килограммах.

Воспользовавшись программой для расчета вальмовой крыши вы не только сэкономите время и финансы, но и получите практические рекомендации, основанные на нормативах СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009 (Деревянные конструкции. Строительные нормы проектирования).


Как смонтировать пошагово вальмовую крышу своими руками: видео монтажа

Сборка стропильной системы вальмовой крыши задача не из простых, но при четком следовании проекту и практическим советам профессионалов, самостоятельно справиться со строительством можно. Залогом качественного монтажа является максимально корректный расчет и точная схема, следуя которой можно сделать правильные надрезы стропильных ног и установить все элементы конструкции. Для примера, можно ознакомиться с видео этапов монтажа, отыскав его в интернете.


Инструкция по возведению вальмовой кровли своими руками

Перед тем как сделать вальмовую крышу самостоятельно, следует ознакомиться с полезными рекомендациями, придерживаясь которых не придется усомниться в надежности конструкции:

  • промежуточные стропильные ноги имеют более крутой уклон, нежели накосные стропила. В связи с этим для них используется доска с параметрами не менее 5х15 см;
  • фиксация коротких стропил производится не к коньковому прогону, а к накосным элементам. Углы наклона коротких и промежуточных стропильных ног совпадают;
  • пиломатериалы, используемые для конькового прогона и стропильных ног, должны иметь идентичное сечение. Именно при соблюдении этого правила конструкции будет обеспечена должная прочность. В противном случае велика вероятность деформации;
  • промежуточные стропила крепятся к краю конькового бруса и к верхней части обвязки;
  • высота вальмовой крыши может быть любой, однако если уклон совсем незначительный, следует воспользоваться дополнительными стойками-опорами;
  • чтобы продлить срок службы вальмовой конструкции необходимо использовать пиломатериал хвойных пород, предварительно высушенные и не имеющие дефектов в виде сучков и трещин. Кроме того, перед началом работ все деревянные элементы обрабатываются антисептическими составами.

Монтаж стропильной системы вальмовой кровли

Разметка будущей конструкции

Строительство вальмовой крыши начинается с разметки объекта.


Шаг 1. Со стороны торца домостроения необходимо наметить ось по верхней обвязке стен.


Шаг 2. Далее необходимо определить половины толщины конькового прогона и наметить расположение первого элемента стропильной системы крыши.


Шаг 3. Приложите рейку одним концом к намеченной линии, а второй разместите вдоль боковой стены. Так можно наметить точку расположения промежуточной стропильной ноги.


Шаг 4. Для определения длины стропильного свеса необходимо разместить брус одним концом на наружный угол, а другим – на кровельный свес.


Шаг 5. Чтобы определить место расположения центральной стропильной ноги, необходимо переместить разметочную рейку к краю боковой стены и зафиксировать место расположения центрального элемента стропильной системы.

Такую процедуру следует применить для всех четырех углов строения. Таким образом будут намечены места установки промежуточных стропил и торцы конькового прогона.

Конструкция стропил вальмовой крыши

Расчет системы стропил

После осуществления разметки необходимо рассчитать систему стропил.


Шаг 1. С помощью рейки необходимо определить горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги. Из таблицы стандартов найдите соответствующий вашему случаю уклон крыши и умножьте значения.


Шаг 2. Замерьте длину стропильной ноги, при этом замер следует делать по нижней линии от места выборки на коньковом прогоне до выборки у основания ноги.


Шаг 3. Чтобы определить длину свеса, необходимо значение горизонтальной проекции стропила умножить на коэффициент поправки из таблицы пропорций.


Таблица пропорций и коэффициентов поправок:

Уклон ската крышиКоэффициент для углового стропилаКоэффициент для промежуточного стропила
 3:12 1,016 1,031
 4:12 1,027 1,054
 5:12 1,043 1,083
 6:12 1,061 1,118
 7:12 1,082 1,158
 8:12 1,106 1,202
 9:12 1,131 1,250
 10:12 1,161 1,302
 11:12 1,192 1,357
 12:12 1,225 1,414

 


Шаг 4. Далее необходимо рассчитать угловые стропила. Для крепления стропильных ног к коньковому брусу, в торцах этих элементов делаются косые срезы. В свою очередь, коньковый прогон также имеет двойной скос, благодаря чему угловые стропила надежно к нему крепятся.

Расчет накосных стропил выполняется в следующей последовательности:

  • от одного из углов домостроения определяется длина стропильной ноги;
  • вычисляется проекция, значение которой равно сумме квадратов проекция центральных стропил;
  • получившееся число умножают на коэффициент поправки из таблицы. Это и будет длина накосного стропила.

Деревянная система стропил вальмовой кровли

Монтаж стропильных ног

Далее выполняется установка стропильных ног.


Шаг 1. Сначала устанавливается коньковый брус, который закрепляют на опорных стойках. К центральной балке элементы фиксируют посредством установки подкосов.


Шаг 2. Устанавливая накосные стропильные ноги проверьте, чтобы длина всех элементов была идентичной. Тщательно стыкуйте вальмы, накосные стропила и коньковый брус.


Шаг 3. После того как будут установлены накосные ноги, следует приступить к монтажу рядовых стропильных ног, которые располагают с шагом около 60 см. Фиксация рядовых стропил осуществляется к мауэрлату и коньку путем врубки. Чтобы крепление было надежным, используют стяжки и ригели.


Шаг 4. Далее к накосным стропильным ногам крепятся короткие стропила (нарожники). Посредством нарожных элементов накосные стропила будут связаны с мауэрлатом. Положение рядовых и нарожных стропил должно быть перпендикулярным коньковому брусу.

Монтаж стропильных ног вальмовой крыши

Усиление конструкции стропил вальмовой крыши

Существует несколько вариантов усиления стропильной конструкции:

  • на углах конструкции диагонально крепятся шпренгели с вертикальной стойкой, которые будут выступать дополнительной опорой для накосных стропил. Фиксируется шпренгель к мауэрлату;
  • по доске затяжки располагают стойки, которые будут являться опорами для промежуточных стропильных ног;
  • если накосная стропильная нога имеет большую длину, используйте для ее изготовления склеенные или наборные балки.

Устройство вентиляции

Важным этапом в строительстве вальмовой крыши является устройство вентиляции. Кровля подвергается разрушительным воздействиям не только снаружи, но и изнутри, где может иметь место конденсация влаги. Это происходит из-за разницы температур между наружной и внутренней поверхностью крыши. Качественное вентилирование подкровельного пространства сохранит поверхность крыши на долгие годы.

Схема подкровельной вентиляции

Чтобы обеспечить надлежащий уровень вентилирования пространства под крышей, необходимо устроить в пленке ветровой защиты отверстие для доступа воздуха. Оно должно располагаться на незначительном расстоянии от конькового прогона. При использовании для ветровой подшивки дерева, его укладывают с зазором до 3 мм. В случае применения пластикового материала — практикуют перфорацию.

Для тех случаев, когда ветровая защита кровли смонтирована без зазора, можно врезать в нее обычные вентиляционные решетки диаметром 50 см. Размещать их следует по всей длине ветрозащиты на расстоянии около 80 см друг от друга. После выполнения этих работ можно приступить к обустройству утепления, гидроизоляции и укладке кровельного материала.

Устройство вальмовой конструкции – технически сложный и кропотливый процесс. Выполнять работу стоит в том случае, если у вас достаточно времени, опыта и знаний в этой области. Любая неточность может привести к необоснованному расходу материалов и удорожанию строительства. Если вы сомневаетесь в своих силах, уместным будет обратиться за помощью к настоящим профессионалам.


Запил стропил на вальмовой крыше

    О вальмовой крыше мы уже говорили в одной из прошлых статей на сайте. Там была описана конструкция крыши с опиранием стропил на мауэрлат.     После опубликования статьи, я получил много просьб показать, как сделать вальмовую крышу с опиранием стропил на балки перекрытия, а также ответить на вопрос, можно ли сделать вальмовую крышу с разными углами наклона скатов.

    Таким образом захотелось одним примером ʺубить сразу двух зайцевʺ. Сейчас мы рассмотрим конструкцию вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия и с разными углами наклона скатов.

    Итак, допустим мы имеем коробку дома из теплоблоков (полиблоков) 8,4х10,8 метров.

ШАГ 1: Устанавливаем мауэрлат (см. рис.1):

 

Рисунок 1

ШАГ 2: Устанавливаем длинные балки перекрытия сечением 100х200 см с шагом 0,6 метров (см.рис.2). На расчёте балок я больше останавливаться не буду.

 

Рисунок 2

    Самыми первыми ставим балки, которые проходят строго посередине дома. По ним мы будем ориентироваться, устанавливая коньковый брус. Затем ставим остальные с определённым шагом. Например, у нас шаг 0,6 метра, но мы видим, что до стены осталось 0,9 метра, и могла бы поместиться ещё одна балка, а её нет. Такой пролёт оставляем специально для «выносо́в». Ширину его не стоит делать меньше 80-100 см.

ШАГ 3: Устанавливаем выноса́. Шаг их определяется при расчёте стропил, о котором чуть позже (см. рис.3):

 

Рисунок 3

    Пока ставим только выноса, соответствующие длине конька, которая будет равна 5 метрам. Длина конька у нас больше разницы между длиной и шириной дома, которая составляет 2,4 метра. К чему это приводит? Приводит это к тому, что угловое стропило не будет расположено под углом 45° в плане (на виде сверху), а угол наклона скатов и вальм будет отличаться. У скатов уклон будет более пологий.

    Выноса на мауэрлате достаточно закрепить гвоздями. К длинной балке перекрытия их крепим, например, так (рис.4):

 

Рисунок 4

    Никаких запилов в этом узле делать не надо. Любой запил ослабит балку перекрытия. Здесь мы используем два металлических стропильных крепления типа LK по бокам и один большой гвоздь (250 мм), забитый насквозь через балку в торец выноса. Гвоздь забиваем самым последним, когда вынос уже скреплён с мауэрлатом.

ШАГ 4: Устанавливаем коньковый брус (см. рис.5):

 

Рисунок 5

    Все элементы этой конструкции кроме подкосов выполнены из бруса 100х150 мм. Подкосы из доски 50х150 мм. Угол между ними и перекрытием не менее 45°. Мы видим, что под крайними стойками лежат брусья опирающиеся сразу на пять балок перекрытия. Делаем это для распределения нагрузки. Также для снижения нагрузки на балки перекрытия и передачи части её на несущую перегородку, установлены подкосы.

    Высоту установки конькового бруса и его длину мы определяем для своего дома сами, делая предварительный эскиз на бумаге.

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.

    В первую очередь делаем шаблон стропил скатов. Для этого берём подходящую по длине доску нужного сечения, прикладываем её, как показано на рисунке 6 и делаем разметку с помощью небольшого уровня (линии синего цвета):

 

 

 

 Рисунок 6

    Высота бруска, который мы наложили на вынос для разметки нижнего запила, равна глубине верхнего запила. Мы её сделали 5 см.

    По полученному шаблону делаем все стропила скатов, опирающиеся на коньковый брус, и закрепляем их (см. рис.7):

 

Рисунок 7

    В подобных конструкциях, где стропила опираются не на длинные балки перекрытия, а на короткие выноса, мы всегда ставим под стропила над мауэрлатом небольшие подпорки, формируя как бы небольшой треугольник и разгружая узел крепления выноса к балке (см. рис.8):

 

Рисунок 8

    Заносить эти подпорки дальше внутрь крыши и уж тем более ставить их на стык выноса с балкой не нужно. Через них передаётся большая часть нагрузки с кровли (это можно будет увидеть в расчётной программе) и балка перекрытия может просто не выдержать.

    Сейчас немного о расчётах. Выбирая сечение стропил для данной крыши, мы рассчитываем только одно стропило – это стропило ската. Оно здесь самое длинное и угол наклона его меньше, чем угол наклона стропил вальм (пояснение – скатом мы называем скат крыши в форме трапеции, вальмой – скат крыши в форме треугольника) Расчёты производим во вкладке ʺСтроп.3ʺ. Пример результатов на рисунке 9:

 

 

Рисунок 9

    Да, забыл сказать. Кто уже скачивал данную расчётную программу с моего сайта до 1 декабря 2013г. Там вкладки ʺСтроп.3ʺ нет. Для скачивания обновлённой версии программы снова зайдите на статью по ссылке:

    Данная статья также была немного откорректирована благодаря отзывам некоторых читателей, за что им отдельное спасибо.

 ШАГ 6: Добавляем выноса и крепим ветровые доски (см. рис.10). Выносов добавляем столько, чтобы осталось место для крепления углового выноса. Ветровые доски на углах пока просто сшиваем между собой, контролируя их прямолинейность. Проверьте визуально, не провисли ли углы. Если да, поставьте под них прямо с земли временные подпорки. После установки угловых выносов, эти подпорки убираем.

 

Рисунок 10

 ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.

    Для начала нам необходимо натянуть шнурку по верху балок перекрытия, как показано на рис.11

 

 

 

 Рисунок 11

    Теперь берём брус подходящей длины (сечение такое же как у всех выносов) и кладём его сверху на угол, чтобы шнурка была посередине него. Снизу на этом брусе карандашом отмечаем линии запилов. (см. рис.12):

 

 

 

  Рисунок 12

    Убираем шнурку и устанавливаем отпиленный по отмеченным линиям брус (см. рис.13):

 

Рисунок 13

    Угловой вынос крепим к мауэрлату с помощью двух кровельных уголков. К балке перекрытия крепим его уголком на 135° и большим гвоздём (250-300 мм).  Уголок 135° при необходимости подгибаем молотком.

    Таким образом ставим все четыре угловые выноса.

 ШАГ 8: Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.

    У вальмовой крыши, которую я описывал ранее, углы наклона скатов и вальм были одинаковые. Здесь эти углы разные и поэтому угловое стропило будет иметь свои особенности. Мы также делаем его из двух досок такого же сечения, что и стропила. Но доски эти сшиваем между собой не совсем обычно. Одна будет чуть ниже другой (примерно около 1 см, в зависимости от разницы углов наклона скатов и вальм).

    Итак, в первую очередь на каждую сторону крыши натягиваем по 3 шнурки. Две по угловым стропилам, одну по среднему стропилу вальмы (см. рис.14):

 

Рисунок 14

    Далее мы будем пользоваться малкой (угломером).

    Измеряем угол между шнуркой и угловым выносом – нижний запил. Назовём его «α» (см. рис.15):

 

Рисунок 15

   Также отмечаем точку «В»

   Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α

   В нашем примере α = 22° и β = 68° .

   Теперь берём небольшой обрезок доски с сечением стропила и запиливаем на нём один конец под углом β. Получившуюся заготовку прикладываем к коньку, совмещая одно ребро со шнуркой, как показано на рис.16:

 

Рисунок 16

    На заготовке провели линию параллельную боковой плоскости соседнего стропила ската. По ней мы сделаем ещё один запил и получим шаблон верхнего запила нашего углового стропила.

    Также когда мы прикладываем заготовку, нужно отметить на стропиле ската точку «А» (см. рис.17):

 

Рисунок 17

    Теперь изготавливаем первую половинку углового стропила. Для этого берём доску подходящей длины. Если одной доски не хватает, сшиваем две доски. Сшить можно временно обрезком дюймовки длиной около метра на саморезы. Делаем по шаблону верхний запил. Измеряем расстояние между точками «А» и «В». Переносим его на стропило и делаем нижний запил под углом «α».

    Устанавливаем полученное стропило и закрепляем (см. рис.18):

 

 

 

 Рисунок 18

    Скорее всего из-за своей длины первая половинка углового стропила будет прогибаться. Нужно примерно посередине поставить под него временную стойку. На моих рисунках она не показана.

    Теперь изготавливаем вторую половинку углового стропила. Для этого измеряем размер между точками «С» и «Д» (см. рис.19):

 

 

Рисунок 19

    Берём доску подходящей длины, делаем верхний запил под углом β, отмеряем расстояние «С-Д», делаем нижний запил под углом α. Устанавливаем вторую половинку углового стропила и сшиваем её с первой гвоздями (100 мм). Гвозди вбиваем в разбежку примерно через 40-50 см. Результат показан на рис.20:

 

 

 Рисунок 20

    Верхний конец второй половинки углового стропила нужно запилить ещё раз. Делаем это бензопилой прямо по месту (рис.21):

 

 

 Рисунок 21

    Таким же образом мы изготавливаем и устанавливаем три оставшиеся угловые стропила.

 ШАГ 9: Устанавливаем стойки под угловые стропила. В первую очередь обязательно нужно поставить стойку упирающуюся в место соединения углового выноса с балкой перекрытия (см. рис. 22):

 

Рисунок 22

    Если длина пролёта перекрываемого угловым стропилом (его горизонтальная проекция) больше 7,5 метров, ставим ещё стойки примерно на расстоянии ¼ величины пролёта от верхней точки углового стропила. Если пролёт больше 9 метров, добавляем стойки посередине углового стропила. В нашем примере этот пролёт равен 5,2 метра.

 ШАГ 10: Устанавливаем два центральных стропила вальм. В начале 8-го шага мы уже натянули шнурки для их замера.

   Делаем стропила таким образом – измеряем малкой угол нижнего запила «γ», вычисляем угол верхнего запила «δ»:

δ = 90° — γ

    Замеряем расстояние между точками «К-Л» и делаем по нему стропило. Концы запиливаем по определённым нами углам. После этого верхний конец нужно ещё раз запилить (заострить его) с учётом угла «φ», который так же замеряем с помощью малки (см. рис.23):

 

 

 

 Рисунок 23

ШАГ 11: Добавляем выноса на углы. Самые крайние выноса, которые не достают до мауэрлата, делаем облегчёнными, из доски 50х200 мм (см. рис.24):

 

Рисунок 24

 ШАГ 12: Устанавливаем нарожники. Как изготавливать нарожники, я подробно описывал в первой статье про вальмовую крышу.  Здесь принцип абсолютно такой же, поэтому повторяться не буду (см. рис.25):

 

Рисунок 25

   К угловому стропилу нарожники крепим с помощью металлического уголка 135°, при необходимости подгибая его.

 После установки всех нарожников, нам остаётся подшить карнизы снизу и сделать обрешётку. Об этом мы уже много раз говорили.

СМОТРИТЕ ДРУГИЕ СТАТЬИ НА ЭТУ ТЕМУ:
  • Строительство Х-образных (восьмискатных) крыш.

  • Строительство Т-образной крыши дома.

  • Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.

  • Г-образная крыша дома с равными фронтонами.

  • Шатровая крыша дома своими руками.

Лучший способ выразить благодарность автору — поделиться ссылкой на статью с друзьями!

Паразиты живут внутри каждого! Совет врача — возьмите 120 мл кипятка и…

Смотрите, так можно «замедлить» Ваш электросчётчик в 2 раза! … Совершенно ЛЕГАЛЬНО! Нужно взять и в ближнюю к счётчику …

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

Вальмовая крыша — особенности конструкции

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид. Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Вальмовая крыша стропильная система состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные узлы вальмовой крыши

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Вальмовая крыша стропильная система — схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

  • Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

  • Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

  • Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

  • Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Вальмовая крыша стропильная система своими руками

Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

Угол наклона вальмовой крыши

При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.

В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.

Карта ветровых нагрузок регионов России

Так же немаловажным фактором при расчете уклона, является тип кровельного покрытия. Дело в том, что у некоторых из них есть рекомендуемое ограничение высоты угла, пренебрегать которым не следует. И так, чтобы не сделать ошибок ознакомьтесь с каждым из них:

  • Шифер — рекомендуемый угол уклона 15º — 65°. Несоблюдение данных параметров может привести к попаданию влаги между стыками листов;
  • Керамическая черепица — наилучший уклонный угол для скатов 35° — 65°. Пренебрежение рекомендуемого производителем уклона, приведет к возможности образования конденсата;
  • Металлическая черепица — минимальный уклон для данного материала составляет 13°, максимальный производителями не устанавливается;
  • Мягкая черепица — оптимальным размером уклона считается не меньше 15º. Монтаж кровли можно осуществлять при любом другом значении угла выше минимального;
  • Ондулин — любой угол уклона не меньше , от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
  • Металлическая фальцевая кровля — должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.

Правильный расчет площади вальмовой крыши

Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши — это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.

Расчет площади вальмовой крыши

Если вы все же боитесь ошибиться, правильно произвести подсчет могут специалисты у которых вы будите приобретать кровельное материал, либо вы можете воспользоваться любым из удобных для вас он-лайн калькулятором, которых полно в интернете.

Точно указав все параметры будущей крыши они помогут все просчитать с точность до квадратного метра.

Расчет стропильной системы вальмовой крыши

Для точного расчета системы стропил необходимо воспользоваться приведенной ниже таблицей соотношения между длиной и их размещением.

Соотношение угла ската крышиПоправочный коэффициент для угловых стропил Поправочный коэффициент для промежуточных стропил
3:121.0161.031
4:121.0271.054
5:121.0431.083
6:121.0611.118
7:121.0821.158
8:1 21.1061.202
9:1 21.1311.250
10:121.1611.302
11:121.1921.357
12:121.2251.414

Исходя из вышеуказанной таблицы, длина стропильной ноги равна её произведению коэффициента и проекции. Применение таблицы поможет максимально точно произвести все необходимые вычисления.

Сам расчет осуществляется в следующей последовательности:

  • Используя обычную рейку найдите заложение (горизонтальную проекцию) промежуточной стропильной ноги. Найдите в таблице ваш коэффициент уклона и умножьте на представленный коэффициент;
  • От конькового прогона до места крепления нижней части стопильной ноги, измеряем длину стропила;
  • Таким же способом, умножив поправочный коэффициент на заложение (горизонтальную проекцию), находим длину свеса стропил. Либо можно воспользоваться теоремой Пифагора (см.рис. 1).
  • Теперь найдем длину угловых стропило. Наглядно это будет проще сделать воспользовавшись для этого приведенным ниже рисунком.

Вальмовая крыша стропильная система

Монтаж стропил вальмовой крыши

  • Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
  • Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
  • Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.
  • Следующим шагом будет установка стропил боковой крыши, шаг установки 600 мм., такой шаг предпочтительней, так как большинство стандартного утеплителя имеют такую ширину. Действуем тут аналогичным способом. Нижняя часть с выемкой крепится к обвязочному брусу, для фиксации можно использовать металлические скобы либо уголки. Верхние концы соединяются над коньковым прогоном с помощью пластин. Чтобы стропила максимальной плотно прилегала к коньковому прогону изготовьте на ней небольшую врубку под прямым углом.
  • Завершающим этапом является установка укороченных стропил (нарожников). Шаг их установки такой же 600 мм. Одна их сторона опирается на обвязочный брус, вторая соединяется с диагональной (накосной стропилой). Обратите внимание на установку центрального нарожника, который находится посередине вальмового ската. Дело в том, что он будет прилегать сразу к обеим ногам угловых стропил, поэтому торец его верхней части должен иметь двойной скос.

Установка укороченных стропил (нарожников)

Усиление каркаса

Для того чтобы придать конструкции большую жесткость, её нужно укрепить дополнительными угловыми раскосами и вертикальными стойками. Необходимое их количество рассчитывается исходя из величины максимальной нагрузки стропильной системы. В величину входит вес: кровельного пирога и покрытия, а так же масса снеговой и ветровой нагрузки.

После того, как вальмовая крыша стропильная система усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.

При строительстве стропильной системы для обеспечения надежности конструкции важно следить за каждой деталью. Особенное внимание уделяют узлу крепления стропилины к мауэрлату. Именно в этом месте передается основная часть нагрузки на несущие стены. При этом важно не только как закрепить, что использовать, но и точность запила. Ведь если доска будет не полностью опираться, тогда она может сломаться и привести к обрушению крыши. В статье рассмотрим как запилить стропила и какие способы для этого существуют.

Разновидности крепления стропил

В зависимости от конструктивного решения, наличия внутренних стен и расчетной нагрузке применяют различные виды крепления. Каждое из них подразумевает собственный вариант подготовки стропил для стыковки с мауэрлатом. Ниже перечислены три основных способа крепления:

  • жесткий;
  • наслонный;
  • скользящий.

Последний вариант рассматривать не будем, так при его применении делать запилы не потребуется. Обычно его используют при устройстве крыши на домах из бруса. Он больше всего подходит, так как стены из дерева со временем дают усадку. Из-за этого стропильная система может изменить геометрию и появятся течи.

В остальных вариантах придется делать точные запилы. Понадобятся точные измерительные приборы, строительный карандаш и электрическая или бензопила.

Общие рекомендации

Прочности крыши зависит не только от того как правильно были сделаны запилы. Примите во внимание следующие советы:

  1. Для стропил подбирайте качественные материалы, так как, даже если сделаете точные запилы, брусок может не выдержать нагрузки. Тут нельзя экономить, так эта деталь принимает все нагрузки на себя.
  2. Места крепления с мауэрлатом должны быть без дефектов древесины, например, сучков. Хотя они и прочнее древесины, но вокруг образуются завихрения, которые при малейшей нагрузке ломаются.
  3. При устройстве крыши не стесняйтесь обращаться за помощью, так как это опасное и ответственное дело.

Грамотно выполненный узел примыкания стропильной ноги и мауэрлата гарантирует долгий срок службы конструкции.

Вырубка посадочного места

Важно понимать, что выполнить идеальный запил на строительной площадки невозможно. Причины могут быть разными: недостаток высокоточных инструментов, неравномерное положение мауэрлата, неудобная позиция и так далее. Поэтому относительно проектного значения, может измениться угол наклона ската. Тут, главное, сохранить единую линию положения стропил.

Самый простой способ сделать одинаковый запил на стропилах — использовать шаблон. Правда, не во всех случаях этот вариант подойдет, так часто крыши бывают неровными. Тогда придется рассчитывать угол и место вырубки на каждой стропиле индивидуально.

Для основы шаблона возьмите обрезок доски, кусок ДВП или фанеры, подойдет даже плотный картон. На заготовке проведите линию от нижнего края на расстоянии не больше третье часть ширины стропилины. Такую же черту необходимо провести на всех брусьях которые планируете подрезать. Дело в том, что глубже делать распил не рекомендуется из-за потери прочности. Далее, отметьте точки, в которых стропила будет прилегать к мауэрлату, сделайте перпендикулярную черту, относительно прошлой линии.

Теперь перейдем к изготовлению шаблона, определив углы вертикальной и горизонтальной части зарубки. Для этого приложите заготовку к торцу мауэрлата, сохранив уклон будущей крыши. Напротив угла должна быть точка пересечения линий, которые сделали до этого. Проведите линии треугольника и вырежьте получившийся шаблон.

Прежде чем переносить разметку на стропила проверьте точность готового изделия. Пройдитесь по крыше и проверьте степень примыкания по всей длине мауэрлата. При необходимости сделайте коррективы, но не стоит ожидать идеального варианта. Перепады в 2—3 миллиметра допустимы.

Далее, приложите шаблон к стропилам и перенесите разметку. Важно, чтобы распил был произведен на равном расстоянии от коньковой стороны. Первый пропил должен быть сделан поперек волокон.

Важна максимальная концентрация, чтобы не выйти за очерченные границы. Если не уверены в собственных силах, тогда воспользуйтесь ручным инструментом. Так вы снизите процент брака и время на переделку.

Второй срез выполняется топором, так как электропила может быть застопорена. Тут так же понадобится сноровка и сила. Важно проследить чтобы топор был довольно острым, тогда дело будет спориться лучше и можно избежать сколов.

Наконец, сверьте получившийся запил с шаблоном и при необходимости внесите поправки. После чего можно выполнить монтаж готовой стропильной ноги или сделать посадочные места на оставшихся деталях.

Подрезка для прямого стыка с мауэрлатом

Более простой вариант — сделать соединение встык. Для этого нужно определить место среза и угол его наклона. Для этой цели можно применить два варианта: теоретический и практический.

Для теоретического метода нужно хорошо разбираться в геометрии и на бумаге рассчитать нужный угол. Разделите расстояние от конька до карниза, на длину стропилы. Так, вы получите косинус требуемого угла. Для того чтобы перенести его на заготовку можно использовать либо торцовочную пилу, либо специальный угольник.

Если под рукой нет особого инструмента, изготовьте простой шаблон. Возьмите прочный материал, например, ДСП. На листе отметьте 500 мм по нижнему краю, затем определите тангенс требуемого угла и умножьте на отмеренную длину. Так, вы получите вторую сторону прямоугольного треугольника. Отметив все границы и вырезав заготовку, получите нужный угол. Запиленные детали можно сразу смонтировать или дождаться когда будет сделан весь комплект.

На практике можно легко сделать разметку отдельной стропилины, приложив ее к проектной позиции. Для этого выставьте брус так, чтобы его нижняя часть была заподлицо с мауэрлатом. Проведите горизонтальную линию от угла до нижней части стропилы, она должна быть строго параллельна стене. Теперь можно спокойно отпилить любым подручным инструментом и установить деталь. Оставшаяся часть послужит шаблоном для оставшихся стропил только в том случае, если основание ровное.

Знания геометрии помогают не только в определении угла запила стропильной ноги, но и в определение высоты крыши, длины отдельных элементов и так далее.

Практически всегда постройка крыши создает массу вопросов о том, какой именно конфигурации и конструкции должен быть каркас, чтобы обеспечить минимальное давление на кровлю и при этом не создавать дополнительных изгибающих нагрузок на стены дома. Чаще всего проблему прочности решают использованием вальмовых вариантов каркаса. Она сложнее в постройке, но дает ряд интересных преимуществ. Даже внешний вид вальмовой крыши более приятен глазу, в то время как обычный двухскатный вариант с прямыми фронтонами создает впечатление определенной незаконченности.

В чем секрет использования четырехскатных крыш

Строят крышу с вальмами не из-за красоты, хотя это тоже важно. Вальмовую крышу можно рассматривать, как усовершенствованный вариант обычной двухскатной конструкции. Вальмы – это две наклонные поверхности практически всегда треугольной формы. Применение вальмовых вставок превращает основные боковые скаты в равнобедренные трапеции, смыкающиеся основаниями на верхнем коньковом брусе.

Вальмовая крыша всегда более предпочтительна по ряду причин:

  • Более симпатичного и эстетичного дизайна, придаваемого внешнему виду дома и всей усадьбе, особый стиль. Обычный двухскатный вариант, даже в богатом исполнении и отделке, конкурировать с эффектным «голландским» стилем не сможет;
  • Высокой стойкости каркаса к разнонаправленным ветровым нагрузкам. Это основная причина использования вальмовых конструкций крыши;
  • При правильном выборе параметров каркаса есть возможность создавать комфортабельные помещения мансардного типа.

Важно! Стоимость и сложность постройки значительно выше обычных двухскатных вариантов, поэтому при отсутствии опыта и навыков потребуются пара опытных помощников и специалист, способный выполнить проверку прочности конструкции.

Основной трудностью в изготовлении вальм является даже не столько сложность самой конструкции, сколько необходимость очень тщательного соблюдения и точного выполнения всех размеров рядовых и накосных стропил. Поэтому в каждом конкретном случае изготовлению вальмовой крыши предшествует тщательная деталировка и расчет размеров. Насколько это непростое дело, можно судить по приведенному ниже фото. Поэтому иногда каркас вальмовой крыши предварительно собирают на ровной горизонтальной площадке с подгонкой размеров всех элементов.

Особенности привязки вальмовой крыши на коробку здания

Выбор конкретных параметров крыши всегда связан с розой ветров на участке, ориентацией дома относительно окружающих построек и древесных насаждений, количеством выпадающих снега и дождя. Кроме того, учитываются размеры дома и разновидность кровельных материалов, которым предполагается зашивать скаты кровли.

В зависимости от размеров коробки здания, угла наклона скатов специалистами используются несколько разновидностей установки каркаса вальмовой крыши на стены:

  1. Привязка стропил и силовых балок с опорой на мауэрлат стен. Это стандартный способ, простой и доступный для выполнения, укладка стропил на мауэрлат для вальмовой крыши в этом случае ничем не отличается от установки обычной двухскатной конструкции даже собственными силами;
  2. Комбинированный способ,при котором нижняя часть стропильных ног стоит на деревянном брусе мауэрлата, центральный коньковый брус и часть массы деревянного каркаса через вертикальные стойки опирается на деревянный лежень и внутреннюю стену постройки;
  3. Крепление каркаса крыши на балки перекрытия потолка. Наиболее сложный способ установки вальмовой крыши.

Важно! Если в конструкции крыши используется схема с висячими стропилами, например, в качестве навеса над крыльцом, входом в дом или над открытой террасой, вальмовая крыша в обязательном порядке крепится на мауэрлат.

Установка вальмовой крыши на мауэрлат

Принцип установки четырехскатной вальмовой крыши такой же, как и обычной двухскатной конструкции. В обязательном порядке нужно предусмотреть гидроизоляцию под брус мауэрлата, правильно выровнять опорную поверхность по горизонту. Такой способ крепления применяется в небольших домах с отсутствием внутренних капитальных стен, на которые можно перенести часть нагрузки от стропильных ног. Тем не менее даже в упрощенных схемах вальмовая крыша требует точного расчета размеров каждой из стропил.

Каркас крыши с вальмами отличается от обычной двухскатки наличием, так называемых диагональных стропильных ног, их положение и функции достаточно наглядны из приведенной схемы. Накосная стропильная балка вальмовой крыши упирается в наиболее прочное место — в угловое соединение двух стен. Поэтому важно правильно так соединить каждую пару диагональных балок между собой, и дополнительно с коньковым прогоном, чтобы срединная линия коньковой фермы была параллельной стенам здания,проекция линии на плоскость мауэрлата проходила точно через середины мауэрлатных поперечных брусьев.

В этом случае нагрузка от снега и ветра будет оптимально распределяться между всеми силовыми элементами каркаса и, главное, – равномерно передавать усилие через мауэрлат на кирпичную или бетонную кладку стен дома. Это предупредит отрыв отдельных шпилек или даже разрушение самого бруса мауэрлата. Если в проекте дома предусмотрено использование висячих стропил, угол подъема или наклона ската желательно выдержать в пределах 50-55о. Увеличение рекомендованных значений приведет не только к заметному удорожанию, но в отдельных случаях уменьшит полезное пространство под вылетом стропильных ног. Взамен хозяин получит хороший сход с крутого наклона вальмовой кровли снега, льда и воды.

Кроме диагональных элементов, в подобной схеме обязательно используются шпренгели – угловые перемычки мауэрлатной рамы, и могут применяться подкосы – боковые наклонные опоры, усиливающие жесткость стропильной ноги. Как и в двухскатной крыше, стропила в точке смыкания на коньковой балке соединяются шпильками и ригелями. Аналогичным способом сращивают попарно стыки пары накосных балок и подкосов.

Для формирования поверхности настила на вальмовой части крыши пространство между двумя диагональными стропильными ногами зашивают нарожными стропилами. Техника их установки на вальмовой плоскости сложнее, чем у рядовых балок, каждый элемент приходится подгонять в размер строго индивидуально. Зачастую даже тщательный расчет не дает ответа на вопрос, где и в какой размер выполнять точки врезки крепления, поэтому заготовки под нарожные балки приходится вымерять и вырезать с большим допуском.

Крыша с опорой на балки перекрытия

Не всегда вальмовую крышу можно опереть непосредственно на стены. Если кладка выполнена не из жесткого и прочного керамического или силикатного материала, использованы пеноблоки, газобетонные или арболитовые материалы, без опоры на балки перекрытия, скорее всего, не обойтись. Стены из подобных материалов не выдержат горизонтальной нагрузки от стропильных балок, и со временем верхняя часть кладки будет просто выдавливаться распирающим усилием от веса вальмовой крыши.

Такой способ дороже и сложнее, требует большого количества качественного соснового бруса под балку. Работы с укладкой балочного перекрытия тоже стоят дорого и потребуют специальной подъемной техники.

Что дает такой вариант привязки к стенам дома:

  1. В связи с большим весом вальмовой крыши приходится использовать балки из деревянного бруса, обладающего большой прочностью. Например, для пятиметровых балок используется брус 10х20 см. Такая балка укладывается с шагом 60-65см на предварительно подготовленный контур мауэрлата. Автоматически формируется плоскость зашивки под потолок и пол для мансарды на втором этаже;
  2. Набор балок увеличивает жесткость рамы мауэрлата под вальмовой крышей. Тем самым частично компенсируется распирающее усилие стропил;
  3. Каркас вальмовой крыши получает своего рода днище из уложенного соснового бруса, тем самым резко увеличивается жесткость конструкции, ее способность противостоять самым неблагоприятным нагрузкам от снега и ветра.

При укладке балок необходимо предусмотреть наличие вылета бруса за пределы стены. В продольном направлении это достигается путем укладки увеличенных на 1,5м брусьев, вдоль длинной стороны стен приходится дополнительно укладывать короткие метровые брусья. В результате по периметру стен дома получается своего рода «гребенка» из бруса, на который, собственно, и будут крепиться рядовые и нарожные стропильные элементы.

В центре системы уложенных балок устанавливается прямоугольная рама из двух вертикальных брусов 10х15см, на которые опирается коньковый прогон. Для усиления раму дополняют подкосами из доски сороковки.

Важно! Подобный вариант опоры коньковой балки допускается только при наличии внутренней опоры из колонн или капитальной кирпичной стены. В противном случае вес вальмовой крыши через раму проломит балки перекрытия.

В верней части каждой из стропил выполняется пропил паза 5*5см, с помощью которого стропильная нога опирается на конек. В нижней части стропила вальмовой крыши крепятся к выносу брусьев с помощью ригелей и коротких подпорок. Это значительно увеличит жесткость соединения ноги и бруса.

Далее выполняется обшивка выступающих концов бруса с помощью доски, и размечается место установки диагональных балок. Под накосные балки устанавливают диагональные врезки из бруса, на которые и будут опираться силовые элементы вальмы. Размер накосных балок и точки врезки измеряются по факту. Это нужно, чтобы скомпенсировать прогиб или подъем углов площадки из уложенного бруса.

Вторым важным моментом в разметке диагональных стропил является угол спила концов для плотного прилегания: в верхней части — к коньковой балке, в нижнем секторе — к распорке из бруса. В обязательном порядке диагональную балку усиливают вертикальной стойкой, опирающейся на брус в месте контакта со стеной.

На завершающем этапе устанавливают нарожные стропила по каждому из треугольных скатов вальмовой крыши. Плоскость зашивается сосновой доской или вагонкой, в зависимости от размеров конструкции.

Заключение

Конструкция вальмовой крыши только кажется сложной. Вполне по силам освоить ее изготовление своими руками, но потребуется опыт и определенные знания. Поэтому для первых пробных шагов лучше выбрать несложный и дешевый вариант дачного домика или хозяйственной постройки.

  • Внутренние водостоки в многоэтажном здании
  • Водостоки своими руками
  • Как закрепить водосток
  • Устройство водостоков кровли

Что такое бедренное стропило?

Вальмовые стропила — это конструктивный элемент, используемый для обрамления определенных типов конструкций крыш. В отличие от обычных стропил крыши, которые проходят перпендикулярно вершине крыши, вальмовые стропила соединяются с коньком под углом 45 градусов. Эти стропила могут быть изготовлены из пиломатериалов с использованием традиционных методов каркасной конструкции или могут быть включены в предварительно спроектированную стальную или деревянную стропильную систему.

Человек с дрелью

Самая распространенная конструкция крыши в большинстве развитых стран — двускатная крыша.Если смотреть сбоку, эта крыша напоминает перевернутую букву V или базовую палатку для щенков. Крыша простирается над передней и задней частью дома, образуя двухстороннюю крышу. С двух сторон дома сайдинг или отделка стен доходят до пика или конька крыши.

Вальмовая крыша, напротив, представляет собой четырехстороннюю конструкцию крыши.С каждой из четырех сторон дома виден кровельный материал. Основание крыши и домашний сайдинг встречаются у карниза, который находится на одной высоте по всей конструкции. В то время как двускатная крыша не требует вальмовых стропил, вальмовая крыша включает эти компоненты.

Чтобы обрамить вальмовую крышу, строители сначала выкладывают коньковый брус, являющийся вершиной крыши.Обычные стропила отходят от балки конька под углом 90 градусов как спереди, так и сзади дома. Набедренные стропила соединяются с коньковой балкой под углом 45 градусов. Стандартная вальмовая крыша требует четырех вальмовых стропильных балок. Меньшие балки, называемые опорами для бедра, обрамляют два конца крыши между стропилами.

Вальмовые стропила можно использовать и на крышах более сложной конструкции.Хотя размер и конфигурация конька и обычных стропил довольно стандартны, требования к шатровым стропилам могут быть более сложными. Даже с крышей стандартного размера и компоновки использование шатрового стропильного каркаса часто требует сложных расчетов для обеспечения правильного размера и прочности балок. Исторически сложилось так, что плотники полагались на инструмент, известный как стальной квадрат или кровельный квадрат, чтобы определить размер бедренных стропил. Сегодня строители часто используют диаграммы или программное обеспечение для определения размеров этих балок.

Как и все стропила, вальмовые стропила можно прикрепить к прилегающим элементам каркаса с помощью гвоздей или шурупов.В зависимости от конструкции крыши монтажники могут также добавить металлические пластины вдоль стыков конька и вальмовых стропил. Эти плиты особенно полезны в районах, подверженных сильному ветру или ураганам, поскольку они могут помочь улучшить общую устойчивость конструкции.

Как установить вальмовую крышу на другую вальмовую крышу | Home Guides

Соединение одной вальмовой крыши с другой — это крупный проект реконструкции, обычно связанный со строительством пристройки к дому.Это не та работа, за которую стоит браться, если у вас нет навыков столярного дела и ремонта. Стены пристройки будут поддерживать каркас для новой крыши и определять место соединения с существующей крышей. Пристроенная крыша обычно привязывается к вальмовой крыше со стороны старой крыши, обрамленной общими стропилами; Вальмовая крыша имеет центральную двускатную секцию с вальмовой крышей на концах.

Освободите стропила существующей крыши, удалив черепицу, стяжку и деревянную обшивку. Используйте монтировку или аналогичный инструмент, чтобы снять черепицу, и монтировку, и сабельную пилу, чтобы поднять и вырезать обшивку.Определите внешние стропила или фермы на старой крыше, ширину новой крыши.

Используйте доски того же размера, что и стропила или фермы на новой крыше, чтобы создать стропила типа «долина» на существующей крыше. Сделайте вершины такого же уклона, как стропила или фермы на новой крыше. С помощью квадрата скорости найдите угол наклона и отметьте его на стропилах ендовы. Отрежьте углы циркулярной пилой. Установите точку поворота на квадрате в конце стропила и вращайте квадрат до тех пор, пока шаг на столе «общего верхнего среза» не окажется наверху доски.Оставьте пространство 3/4 дюйма наверху каждого стропила, чтобы у пика была центральная доска конька.

Прибейте стропила долины к стропилам или анкерам на существующей крыше с помощью гвоздей 16d и молотка, учитывая широкий размер доски на стропилах. Сформируйте перевернутую букву V с вершинами впадин напротив существующей коньковой доски или другой точки, выбранной для соединения новой крыши. Оставьте зазор для коньковой доски.

Установите пару стропил на стенах пристройки заподлицо с существующей стеной крыши.Выровняйте их с помощью уровня и прикрепите к крышкам с обеих сторон с помощью гвоздей. Установите на другом конце крыши еще одну пару стропил и соедините два комплекта коньковой доской; используйте конек 2 на 6 дюймов со стропилами 2 на 4. Проденьте его между стропилами и закрепите с каждой стороны гвоздями.

Отметьте с шагом 24 дюйма, используя рулетку, на коньке между концевыми стропилами и стропилами ендовы. Измерьте расстояние между коньковой доской и стропилами ендовы на каждом шаге и отрежьте стропила-домкрат, чтобы соединить их.Прибейте стропила домкрата к коньку и стропилам ендовы.

Заполните пространство между концом новой крыши и стропилами ендовы короткими фермами, если на новой крыше есть фермы без коньковой доски. Обрежьте концы сборных ферм, чтобы прикрепить их к стропилам ендовы, или сделайте фермы, обрезав стропила до такого же шага, что и новая крыша, и скрепите их горизонтальными поперечными связями.

Неровные стропила вальмовой крыши

Угол свеса крыши
Это угловой угол здания.Большинство углов ската крыши составляют 90 °.
Для неровных или нестандартных вальмовых крыш угол свеса крыши может составлять от 35 ° до 150 °. Вы получите сообщение об ошибке «Неразборчивость», если крыша не может быть построена с текущими входными параметрами.

Шаг основной крыши
Выберите тип ввода в меню ввода, британские / английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию, введите уклон крыши от 1 до 24
например 8 для скатной крыши 8:12, метрическая база 300 мм, введите миллиметры, например 200 для угла наклона крыши 33,69007 °,
Decimal Inch base 10 —— введите десятичные числа с основанием 10, например 5.7735 для угла наклона крыши 30 °,
Ввод градусов — используйте любой угол наклона крыши в градусах, например 33,69007 °

.

Шаг прилегающей крыши
Выберите тип ввода в меню ввода, британские / английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию, введите уклон крыши от 1 до 24
например 8 для скатной крыши 8:12, метрическая база 300 мм, введите миллиметры, например 200 для угла наклона крыши 33,69007 °,
Десятичное основание 10 дюймов — введите десятичные числа с основанием 10, например 5,7735 для угла наклона крыши 30 °,
Ввод градусов — используйте любой угол крыши в градусах, например 33.69007 °

Выбор режима входа может полностью отличаться от режима выхода

    Режим меню ввода

  1. Имперские / английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию … использовать стандартные американские значения высоты тона более 12.
  2. Метрическая система с основанием 300 мм —— 300 мм составляет 11,81102 дюйма, аналогично использованию американских квадратов, напечатанных в дюймах.
  3. Десятичный дюйм с основанием 10 —— используйте эту опцию при работе с касательными или при использовании квадрата кадрирования мастера Чаппелла.
    умножьте тангенс угла на 10
  4. градусов

Выбор режима вывода может полностью отличаться от режима ввода

    Режим меню вывода

  1. Британские / Английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию.. используйте американские стандартные шаги более 12.
  2. Метрическая основа 300 мм —— 300 мм составляет 11,81102 дюйма, аналогично использованию американских квадратов.
  3. Десятичный дюйм с основанием 10 —— используйте эту опцию при работе с касательными или при использовании квадрата кадрирования мастера Чаппелла.

Введите длину Тип
Эта опция меню позволяет вам выбирать различные части вальмовой крыши для расчета углов и размеров шатровой крыши неправильной формы.

  • Обычный спуск стропил
  • Общий пролет стропил
  • Обычный подъем стропил
  • Общая длина стропил
  • Бедренный стропильный бег
  • Длина стропила бедра
  • Длина стены карниза — такая же, как у несложного стропильного полотна

Вылет с вылетом
Этот пункт меню позволяет вам установить большой шаг по вылету стропил.Длина свеса стропил малого шага рассчитывается исходя из
подъем стропильного свеса большого шага. Участки с большим и малым свесами будут одинаковыми только тогда, когда одинаковы большие и второстепенные участки.

Расстояние между стропилами домкрата
В этом пункте меню можно установить расстояние между стропилами домкрата по центру. Длина первого домкрата будет рассчитана от
строительный уголок с домкратом на расстоянии стропила. Если ввести домкрат с шагом стропил 24 дюйма и 1.5 дюймов для ширины стропила домкрата, тогда длина первого стропила домкрата будет
рассчитывается исходя из длины пробега стены (24 дюйма + 1/2 ширины стропила домкрата) 24,75 дюйма от угла здания.

Ширина стропила в бедрах
Этот пункт меню позволяет установить ширину стропила в бедрах. По ширине вальмового стропила рассчитывают:

  • Опускание стропил вальта для выравнивания плоскости крыши — только односкатные крыши
  • Опора стропила бедра Смещение основной перпендикулярной линии стропила бедра.
  • Смещение опоры стропила бедра, прилегающее перпендикулярно линии бега стропила бедра.
  • Смещение основной опоры стропил бедра по линии карниза.
  • Смещение опоры стропила бедра, смежное по линии карниза.
  • Основная длина стропила первого домкрата до длинной точки пропила под углом
  • Длина стропила первого домкрата прилегающего шага до длинной точки пропила под углом
  • Метка глубины опоры стропила бедра

Глубина материала стропильных ног, глубина основного материала
Этот пункт меню позволяет вам установить глубину стропил, которая используется для расчета:

  • Основная стропила Высота среза по отвесу
  • Высота по отвесу прилегающих стропил
  • Высота стропила по отвесу

Высота среза посадочного места Длина среза
Этот пункт меню позволяет вам установить длину посадочного среза основных стропил, которая используется для расчета:

  • Подняться на вершину хребта
  • HAP — Высота над пластиной (высота каблука)
  • Длина подседельного бруса прилегающего шага

Ширина конька
Эта опция меню позволяет вам установить ширину обычного стропильного конька.Используется для расчета:

  • Подняться на вершину хребта
  • Длина тазобедренного стропила по отвесу по средней линии бедра до конька.
  • Hip Rafter Long Point Length to Ridge — продольный вырез бокового стропила от бедра
  • Длина основных стропил до конька
  • Длина смежных стропил до конька

Схема расположения тазобедренных стропил

Углы в плане
Углы в плане вычисляются из угла свеса, а также углов уклона основной и прилегающей крыши.Углы в плане выровняют две плоскости крыши по центральной линии вальмового стропила.

Смещение / сдвиг стропила бедра
Смещение стропила бедра выравнивает края материала стропила бедра с плоскостями крыши, которые определяются заданными углами наклона крыши. Этот размер перпендикулярен беговой линии бедра.
Вы разметите верхнюю часть стропила без подкладки с этими размерами.

Смещение отвеса стропила бедра
Линия отвеса стропила бедра пересекает угол здания.Проведите линию, параллельную отвесу бедра, сместив размер, используя
Размер смещения линии отвеса стропила бедра у подножия стропила бедра. Смещенный отвес позволит совместить края вальмового стропила для выравнивания плоскости крыши.
с ГАП общих стропил по линии плиты. Используйте этот же размер для рисования угла скоса хвоста стропил при отвесе.

Смещение линии отвеса стропила бедра на пике HR
Нарисуйте линию, параллельную линии отвеса стропила бедра, на пике HR со смещением размера, используя
Размер сдвига линии отвеса стропила бедра на пике стропила бедра.Смещенный отвес позволит совместить края вальмового стропила для выравнивания плоскости крыши.
с верхними краями общих стропил у конька. Используйте указанные углы скоса пильного диска вдоль этих смещенных отвесных линий, чтобы обрезать углы бокового среза бедра.
Обрезка по отвесу бедра стропила с заданным углом скоса пильного диска сформирует углы скоса бокового среза стропила бедра на вершине стропила бедра.

Глубина подкладки тазобедренных стропил
Проведите линию сбоку от стропил, используя этот размер.

Линии отвеса тазобедренных стропил обрезаются до того, как вы откатите стропило.
После того, как тазобедренные стропила полностью разложены и отрезаны отвесы, используйте опорные углы тазобедренных стропил, чтобы скосить тазобедренные стропила для правильного
угол подкладки стропила бедра.

Пример смещения стропила бедра

, чтобы узнать, как расположить метку глубины опоры стропила бедра и метку бокового выреза стропила бедра для углов бокового среза стропил.

, где приведены другие примеры смещения линии отвеса вальмовых стропил на крышах с одинаковым скатом.

, где приведены другие примеры смещения линии отвеса вальмовых стропил на крышах с неравномерным скатом.

, где приведены другие примеры линии смещения вальмовых стропил на крышах с неравномерным скатом.

6 типов крыш (и принцип их конструкции)

Осенним вечером, когда я сижу и слушаю холодный дождь, стучащий по крыше над головой, я всегда чувствую благодарность за две вещи:

  1. , что я не промокну, а
  2. , что моя крыша не протекает.

Хотя ветер лил ливнем, моя крыша надежно блокирует бурю и направляет воду в долины и желоба, которые уносят ее.

Конечно, крыша должна делать гораздо больше. Он должен выдерживать жаркие летние температуры, которые могут достигать 180 градусов по Фаренгейту. Этого достаточно, чтобы приготовить бургер на гриле! (Или ваши ноги, если вы пытаетесь работать на крыше.) С другой стороны, он противостоит сильному холоду и льду. Он неделями готов выдерживать тонны снега.И ему приходится не обращать внимания на сильные ветры, иногда до ураганной силы. И, как будто простого выживания недостаточно, мы ожидаем, что он будет продолжать работать практически без обслуживания в течение десятилетий.

KST COATING KS0063300-20 White Roof Coat — это кровельное покрытие, которое способствует экономии энергии до 35%. Белый цвет помогает продлить срок службы вашей крыши, поскольку она будет поглощать меньше тепла. Он герметизирует крышу, что предотвращает протекание. Образует резиновый покров защиты от влаги.Он расширяется и сжимается вместе с вашей крышей, сохраняя гибкость от -10 до 160 градусов по Фаренгейту. Он устойчив к плесени и водорослям. Его легко очистить водой с мылом. Наконец, на него распространяется 7-летняя гарантия. Нажмите здесь, чтобы купить его на Amazon и сохранить свою крышу.

Крыша работает тише и тоньше. слишком. Часто они открывают на чердаке достаточно места для этой дополнительной комнаты. Там, где крыши нависают над внешними стенами, они становятся встроенными навесами, которые защищают сайдинг и окна от агрессивного воздействия солнца и дождя.Углы на многих крышах создают естественный сквозняк, который помогает вентилировать чердаки, охлаждая их летом и вымывая нежелательную влагу зимой. И, конечно же, крыша делает дом красивым. Это архитектурная корона, геометрия которой определяет характер дома.

Если сложить все эти ожидания, можно подумать, что получится один идеальный тип крыши. Но это не так. В следующий раз, когда вы отправитесь на вечернюю прогулку. Взгляните на крыши в вашем районе и обратите внимание на разные размеры и формы, которые подходят для этого.Вот типы, которые вы, вероятно, увидите, и несколько примечаний о том, как и почему они так хорошо работают.

Двускатная крыша

Двускатная крыша этого дома в колониальном стиле поддерживает три симметричных слуховых окна, каждая из которых имеет двускатную крышу. В обрамлении фронтона используется простая, но сильная треугольная геометрия.

Прогуливаясь по окрестностям, вы, вероятно, повсюду увидите двускатные крыши, поскольку они являются самой распространенной формой крыш в США и Канаде. Двускатная крыша выглядит как кусок картона, аккуратно сложенный посередине и уложенный поверх стен дома (рис.А). Фактически фронтон — это треугольная форма стены с обоих концов. Когда вы видите эту форму, вы понимаете, что смотрите на двускатную крышу.

Их строить проще и дешевле всего. Плотники используют три прямых бруса, чтобы сформировать стороны треугольника — два для стропил и один для балки потолка. Благодаря надежно закрепленным углам эта треугольная геометрия создает прочную жесткую конструкцию, которая может выдерживать снеговые нагрузки, людей, идущих по ней, и сильный ветер, не разрушаясь.

Несмотря на простоту, двускатная крыша, спроектированная творческим архитектором или строителем, не будет выглядеть скучной или скучной. Вы можете найти их на своей улице с десяток, и ни один не будет идентичен другому. Разнообразие происходит за счет умелых сочетаний фронтонов, скатов крыш и стилей отделки. Хотя многие двускатные корни выглядят сложными, опытный строитель может относительно легко их разложить и обрамить, поскольку основная форма треугольника не меняется.

Помимо эстетики, фронтоны имеют несколько практических значений для домовладельцев, думающих о реконструкции.Во-первых, крутизна ската фронтона определяет, сколько у вас места на чердаке. Более крутые уклоны означают больше места на чердаке. Часто такие чердаки можно легко превратить в жилое пространство. Вы можете разместить окна в двускатных стенах и добавить слуховые окна на крышу, если вам нужно больше места для головы (рис. A). Более пологий уклон означает меньше места для головы и часто достаточно места только для хранения или, возможно, не используется вообще.

Вытяжной вентилятор на чердаке iLIVING питается от регулируемой солнечной панели (0 ° / 15 ° / 30 ° / 45 °).Мотор водонепроницаем (IP68) и имеет 15-летнюю гарантию. Он бесщеточный, т. Е. Тратит меньше энергии и работает тише. Интеллектуальный термостат работает от 65 до 130 градусов по Фаренгейту с функцией включения / выключения. Вы также можете заказать дополнительный комплект адаптера переменного / постоянного тока для непрерывной работы днем ​​/ ночью. Щелкните здесь, чтобы увидеть страницу Amazon.

Во-вторых, фронтоны подразумевают определенное обрамление стен. Две стены, которые перекрывают крышу, выдерживают вес крыши. Эти стены называются «несущими».«Вы должны учесть этот дополнительный вес, установив прочную балку поверх любых новых оконных и дверных проемов, которые вы вставляете в эти стены.

С другой стороны, двускатные стены, стены, в которых есть характерные треугольники, обычно не несущие. так что вам не нужны дополнительные балки над новыми проемами. (Однако иногда двускатные стены поддерживают второй этаж двухэтажного дома и, следовательно, опускаются ниже второго этажа. При реконструкции всегда уточняйте у своего строительного инспектора!)

У двускатных крыш есть еще одна особенность, которая делает их особенно ценными в более холодных регионах.Это отличные вентиляторы. В частности, двускатные крыши с более низкими наклонами напоминают и работают так же, как крыло самолета. Проходящий ветер создает зону низкого давления, которая поднимает подъемную силу на крышу. Этот лифт высасывает воздух из вентиляционных отверстий в верхней части крыши, лучше проветривая чердак, поддерживая его прохладу и удаляя лишнюю влагу. Зимой эта вентиляция помогает охладить крышу, поэтому снег на ней не растает, не стекает к краю корня, не замерзает и не создает проблемные ледяные плотины, которые вызывают протечки.

Но в прибрежных регионах существует такая вещь, как слишком большой подъем, что так ясно продемонстрировал ураган Хьюго в 1989 году. Хьюго сорвал больше двускатных крыш с низким уклоном, чем другие типы крыш в Южной Каролине (хотя другие типы с низким уклоном не сделали этого) т тоже так хорошо). А если крыша не опускалась, то фронтальная часть стены часто отрывалась из-за давления, создаваемого кровлей. Хотя некоторые из наших домов столкнутся с ветром в такой степени, это событие показывает, что формы крыши действуют по-разному. Конструкция крыши, которая лучше всего выдержала ураган Хьюго, была вальмовой крышей, потому что, как мы увидим, эта форма устраняет эти двускатные концы.

Вальмовая крыша

Вальмовая крыша в этом американском доме с четырьмя квадратами уменьшает размер и выступающую часть крыши. Архитектор или строитель были последовательны, натягивая шатровые крыши на слуховых окнах, нишах и крыльцах.

Вальмовые крыши похожи на двускатные корни с обрезанными под углом концами (рис. Б). Это снижает профиль и делает крышу менее заметной, особенно с крутыми крышами. Вальмовая крыша также уменьшает высоту чердака, поэтому вы, скорее всего, ударитесь головой о низкий наклонный потолок, если хотите превратить его в жилое пространство.Вам, вероятно, придется добавить слуховые окна, чтобы увеличить высоту потолка.

Каркас вальмовой крыши немного сложнее, чем двускатная крыша, и немного дороже в строительстве. Он по-прежнему опирается на треугольную структуру для прочности, но баланс сил, которые работают через эти бедренные стропила и «домкраты» (рис. B), менее очевиден.

Тем не менее, стиль хороший, так что не уклоняйтесь от строительства вальмовой крыши, если у вас есть шанс. Их легче собрать, чем кажется. Обратите внимание, что бедренные стропила пересекает угол под углом 45 градусов к каждой стене.домкраты также встречаются со стропильной ногой под углом 45 градусов. Так что все стропила легко подрезать. Чтобы узнать о длине стропил, обратитесь к книге по основам обрамления. Или ваш каркасный квадрат может иметь длину, выбитую прямо на его металлическое лезвие для каждого обычного ската крыши.

Вальмовая крыша имеет и другие последствия для ремонтников. Стропила перекрывают каждую стену, равномернее распределяя вес крыши, но делая каждую стену несущей. Поэтому, если вы переделываете стены под вальмовой крышей, вам нужно будет добавить балку над каждым новым окном и дверным проемом, чтобы выдержать вес.

Шатровые крыши — это правило в некоторых кварталах, особенно в тех, которые построены в 1950-х и 1960-х годах, когда они обычно использовались в длинных низких домах в стиле ранчо. Но вы также увидите их как в новых, так и в старых домах. Этот стиль практичен и эстетичен при использовании с широкими свесами. Поскольку крыша нависает со всех сторон дома, она лучше защищает стены и окна от солнечного света и дождя, чем двускатные крыши.

Плоская крыша

Плоские и односкатные крыши — обычное дело в современном дизайне и в домах с солнечными батареями, где большие южные стены улавливают максимум солнечного света.

Многочисленные протечки через крышу моего детского домика на дереве научили меня, конечно, опасаться плоских крыш, ни мои кровельные навыки, ни материалы для этого проекта не были очень хорошими. Оказывается, для укладки герметичной плоской кровли в любом случае нужны профессиональные знания.

Плоские крыши не пропускают воду, как скатные крыши (хотя они отводят воду), поэтому они состоят из водонепроницаемой мембраны, а не из черепицы. Старый метод, при котором горячая смола накладывалась между тремя слоями пропитанного асфальтом войлока и поверх них, работал довольно хорошо, но он уступил место однослойным синтетическим покрытиям.В любом случае ремонт этих крыш лучше доверить квалифицированным специалистам.

Хотя плоские крыши никогда не пользовались большой популярностью в жилых домах, они являются стандартом для коммерческих зданий. Имеет смысл минимизировать профиль большого здания, особенно того, для которого потребуется огромная наклонная крыша. Они также сокращают расходы за счет отказа от стропил; Строители просто укрепляют балки потолка, чтобы выдержать вес крыши.

Односкатная крыша

Односкатная крыша на самом деле представляет собой половину двускатной крыши, верхняя и нижняя стороны которой поддерживаются несущими стенами.Это одна из самых простых конструкций для защиты от непогоды, поэтому зачастую это экономичное и быстрое решение для дополнительной крыши или крыльца. Вам нужно построить только одну несущую стену, так как вы можете использовать стену дома для поддержки другой стороны. Вы также увидите, что многие из них используются для слуховых аппаратов.

Односкатные крыши, наряду с плоскими корнями, являются отличительной чертой так называемого «современного» дизайна (рис. C). Большинство этих домов было построено во второй половине 20 века. Часто можно увидеть сарай в солнечных конструкциях, где стена, поддерживающая верхний край крыши, обращена на юг, поэтому окна в этой стене могут улавливать больше солнечного света.

Тем не менее, плоские и односкатные кровли не стали популярными. Двускатные и вальмовые крыши в наши дни практически полностью доминируют в жилищном строительстве. Два других типа, которые когда-то были распространены в домах до 1950 года, практически исчезли, хотя они по-прежнему усеивают многие старые кварталы в большинстве городов — мансарда и гамбрель.

The Guardian Fall Protection 00645 CB-12 CB Анкер для оцинкованной крыши для использования на деревянных, металлических настилах или бетонных основаниях. Он отлично подходит для использования с выдвижными страховочными тросами, вертикальными страховочными тросами (канатные захваты) или горизонтальными системами жизнеобеспечения.Он имеет прочное оцинкованное покрытие, защищающее от непогоды. Стойка выступает за кровельное основание, поэтому точка крепления остается достаточно высокой и доступной после завершения кровли. Круглый столб работает с большинством имеющихся комплектов для окладов. Нажмите здесь, чтобы заказать его на Amazon и безопасно работать на своей крыше.

Мансарды

Дома с мансардными крышами встречаются все реже, хотя этот стиль часто появляется на коммерческих зданиях.

В 17 веке французский архитектор Франсуа Мансар изобрел крышу, носящую его имя.Действительно, дизайн до сих пор многим напоминает свои французские корни, возможно, потому, что он выглядит таким необычным и иностранным.

Мансардная крыша имеет два ската, неглубокий верх и крутой склон, причем крыша перекрывает и опирается на все боковые стены (рис. D). Это крыша большого объема с максимальным количеством чердачных помещений, которые обычно используются как второй этаж. Фактически, когда некоторые домовладельцы реконструируют старые дома и превращают их в квартиры, снимаемые в аренду, они снимают двускатную крышу и устанавливают мансарду, чтобы получить больше места.

Мансарды практически исчезли из жилищного строительства после 1940-х годов. Однако остатки этого стиля можно заметить на фасадах ресторанов быстрого питания и других небольших коммерческих зданиях с крутыми крышами.

Оба типа крыш создают удобное жилое пространство. Каркас крыши обрамляет также стены и перила мансардного помещения.

Гамбрели

Двустворчатая крыша этого дома создает максимальное пространство на чердаке, практически весь второй этаж.

Двустворчатую крышу легко узнать. Это сразу напомнит вам сарай (рис. F). Хотя этот стиль появился в США в колониальный период, никто не знает, кто его изобрел и почему. Возможно, его популярность в качестве конструкции амбара дает нам ключ к разгадке; он предлагает больше внутреннего объема. Более широкий корень увеличивает чердак и делает его естественным жилым пространством.

У него есть преимущество и с точки зрения кадрирования. Вам не понадобятся такие длинные и, возможно, труднодоступные стропила. Вместо этого вы можете заменить два более легких, более удобных в использовании, коротких стропила.

Gambrels — это экономичные компактные дома. Они включают в себя максимальное количество полезного жилого пространства в самой маленькой, наименее заметной внешней оболочке, буквально втиснув больше под крышей. Обратите внимание на рис, E, что каркас крыши также обрамляет стены и потолок для отделки интерьера. Строители домов обычно прокалывали нижнюю плоскость крыши мансардными окнами и окнами, чтобы лучше освещать и проветривать то, что по сути становится вторым этажом, а не чердаком.

Крыши

Gambrel немного сложнее в сборке, а их чердаки труднее вентилировать, чем двускатные крыши.Хотя это делает их немного дороже, я подозреваю, что дизайн стал жертвой большей гомогенизации наших нынешних стилей строительства. Более просторные загородные участки и большие дома делают ненужной их компактность — главное достоинство азартной игры. Просматривая несколько текущих книг с планами домов, я не нашел ни единой крыши. Так что, если не возродится интерес к азартным играм, этот стиль скоро вымрет.

Две заключительные ноты

Хотя мы рассматриваем каждый стиль крыши отдельно как в тексте, так и на иллюстрациях, вы часто встретите несколько типов крыши в одном доме.Обычно их объединяют архитекторы и строители. Так что вы найдете мансардные окна и мансардные окна на шатровых крышах, веранды с шатровыми крышами в домах с остроконечными крышами и односкатные крыши, прикрепленные практически где угодно.

Но крыш стали проще за последние 30 лет . Это потому, что многие строители теперь используют фермы для конструкции крыши. Фермы опираются на систему стропил меньшей ширины и балок перекрытия, усиленных сеткой перемычек. Они построены на заводе и возведены на родине.

К сожалению, поперечины делают чердачное пространство непригодным для использования, за исключением, возможно, легкого хранилища, потому что вы не можете разрезать и удалить их, чтобы открыть чердачное пространство без ослабления всей конструкции крыши.В результате в новых домах получаются более простые и менее интересные крыши, потому что без жилого помещения на чердаке слуховые окна и окна на крыше не имеют никакого смысла.

Комплект для защиты от обледенения крыши Easy Heat ADKS-1000 представляет собой кабель для защиты от обледенения. Он предотвращает повреждение крыши, водосточных желобов и водосточных труб зимой. Он работает, обеспечивая непрерывный путь для стекания талой воды с крыши. Он подходит для большинства конфигураций крыш и желобов. Вы можете найти его в нескольких вариантах длины. Он прост в установке и не требует обслуживания.В комплект входит 6 упаковок зажимов. Щелкните здесь, чтобы заказать его на Amazon и предотвратить повреждение крыши зимой.

Осенним вечером, когда я сижу и слушаю холодный дождь, стучащий по крыше над головой, я всегда чувствую благодарность за две вещи:

  1. , что я не промокну, а
  2. , что моя крыша не протекает.

Хотя ветер лил ливнем, моя крыша надежно блокирует бурю и направляет воду в долины и желоба, которые уносят ее.

Конечно, крыша должна делать гораздо больше. Он должен выдерживать жаркие летние температуры, которые могут достигать 180 градусов по Фаренгейту. Этого достаточно, чтобы приготовить бургер на гриле! (Или ваши ноги, если вы пытаетесь работать на крыше.) С другой стороны, он противостоит сильному холоду и льду. Он неделями готов выдерживать тонны снега. И ему приходится не обращать внимания на сильные ветры, иногда до ураганной силы. И, как будто простого выживания недостаточно, мы ожидаем, что он будет продолжать работать практически без обслуживания в течение десятилетий.

KST COATING KS0063300-20 White Roof Coat — это кровельное покрытие, которое способствует экономии энергии до 35%. Белый цвет помогает продлить срок службы вашей крыши, поскольку она будет поглощать меньше тепла. Он герметизирует крышу, что предотвращает протекание. Образует резиновый покров защиты от влаги. Он расширяется и сжимается вместе с вашей крышей, сохраняя гибкость от -10 до 160 градусов по Фаренгейту. Он устойчив к плесени и водорослям. Его легко очистить водой с мылом. Наконец, на него распространяется 7-летняя гарантия.Нажмите здесь, чтобы купить его на Amazon и сохранить свою крышу.

Крыша работает тише и тоньше. слишком. Часто они открывают на чердаке достаточно места для этой дополнительной комнаты. Там, где крыши нависают над внешними стенами, они становятся встроенными навесами, которые защищают сайдинг и окна от агрессивного воздействия солнца и дождя. Углы на многих крышах создают естественный сквозняк, который помогает вентилировать чердаки, охлаждая их летом и вымывая нежелательную влагу зимой. И, конечно же, крыша делает дом красивым.Это архитектурная корона, геометрия которой определяет характер дома.

Если сложить все эти ожидания, можно подумать, что получится один идеальный тип крыши. Но это не так. В следующий раз, когда вы отправитесь на вечернюю прогулку. Взгляните на крыши в вашем районе и обратите внимание на разные размеры и формы, которые подходят для этого. Вот типы, которые вы, вероятно, увидите, и несколько примечаний о том, как и почему они так хорошо работают.

Двускатная крыша

Двускатная крыша этого дома в колониальном стиле поддерживает три симметричных слуховых окна, каждая из которых имеет двускатную крышу.В обрамлении фронтона используется простая, но сильная треугольная геометрия.

Прогуливаясь по окрестностям, вы, вероятно, повсюду увидите двускатные крыши, поскольку они являются самой распространенной формой крыш в США и Канаде. Двускатная крыша выглядит как кусок картона, аккуратно сложенный посередине и положенный на стены дома (рис. А). Фактически фронтон — это треугольная форма стены с обоих концов. Когда вы видите эту форму, вы понимаете, что смотрите на двускатную крышу.

Их строить проще и дешевле всего.Плотники используют три прямых бруса, чтобы сформировать стороны треугольника — два для стропил и один для балки потолка. Благодаря надежно закрепленным углам эта треугольная геометрия создает прочную жесткую конструкцию, которая может выдерживать снеговые нагрузки, людей, идущих по ней, и сильный ветер, не разрушаясь.

Несмотря на простоту, двускатная крыша, спроектированная творческим архитектором или строителем, не будет выглядеть скучной или скучной. Вы можете найти их на своей улице с десяток, и ни один не будет идентичен другому.Разнообразие происходит за счет умелых сочетаний фронтонов, скатов крыш и стилей отделки. Хотя многие двускатные корни выглядят сложными, опытный строитель может относительно легко их разложить и обрамить, поскольку основная форма треугольника не меняется.

Помимо эстетики, фронтоны имеют несколько практических значений для домовладельцев, думающих о реконструкции. Во-первых, крутизна ската фронтона определяет, сколько у вас места на чердаке. Более крутые уклоны означают больше места на чердаке.Часто такие чердаки можно легко превратить в жилое пространство. Вы можете разместить окна в двускатных стенах и добавить слуховые окна на крышу, если вам нужно больше места для головы (рис. A). Более пологий уклон означает меньше места для головы и часто достаточно места только для хранения или, возможно, не используется вообще.

Вытяжной вентилятор на чердаке iLIVING питается от регулируемой солнечной панели (0 ° / 15 ° / 30 ° / 45 °). Мотор водонепроницаем (IP68) и имеет 15-летнюю гарантию. Он бесщеточный, т. Е. Тратит меньше энергии и работает тише.Интеллектуальный термостат работает от 65 до 130 градусов по Фаренгейту с функцией включения / выключения. Вы также можете заказать дополнительный комплект адаптера переменного / постоянного тока для непрерывной работы днем ​​/ ночью. Щелкните здесь, чтобы увидеть страницу Amazon.

Во-вторых, фронтоны подразумевают определенное обрамление стен. Две стены, которые перекрывают крышу, выдерживают вес крыши. Эти стены называются «несущими». Вы должны учесть этот дополнительный вес, установив прочную балку поверх любых новых оконных и дверных проемов, которые вы вставляете в эти стены.

С другой стороны, двускатные стены, стены, в которых есть характерные треугольники, обычно не несущие. так что вам не нужны дополнительные балки над новыми проемами. (Однако иногда двускатные стены поддерживают второй этаж двухэтажного дома и, следовательно, опускаются ниже второго этажа. При реконструкции всегда уточняйте у своего строительного инспектора!)

У двускатных крыш есть еще одна особенность, которая делает их особенно ценными в более холодных регионах. Это отличные вентиляторы.В частности, двускатные крыши с более низкими наклонами напоминают и работают так же, как крыло самолета. Проходящий ветер создает зону низкого давления, которая поднимает подъемную силу на крышу. Этот лифт высасывает воздух из вентиляционных отверстий в верхней части крыши, лучше проветривая чердак, поддерживая его прохладу и удаляя лишнюю влагу. Зимой эта вентиляция помогает охладить крышу, поэтому снег на ней не растает, не стекает к краю корня, не замерзает и не создает проблемные ледяные плотины, которые вызывают протечки.

Но в прибрежных районах существует такая вещь, как слишком большой подъем, что так ясно продемонстрировал ураган Хьюго в 1989 году.Хьюго сорвал больше двускатных крыш с низким уклоном, чем другие типы крыш в Южной Каролине (хотя и другие варианты с низким уклоном не так хорошо себя чувствовали). А если крыша не опускалась, то фронтальная часть стены часто отрывалась из-за давления, создаваемого кровлей. Хотя некоторые из наших домов столкнутся с ветром в такой степени, это событие показывает, что формы крыши действуют по-разному. Конструкция крыши, которая лучше всего выдержала ураган Хьюго, была вальмовой крышей, потому что, как мы увидим, эта форма устраняет эти двускатные концы.

Вальмовая крыша

Вальмовая крыша в этом американском доме с четырьмя квадратами уменьшает размер и выступающую часть крыши. Архитектор или строитель были последовательны, натягивая шатровые крыши на слуховых окнах, нишах и крыльцах.

Вальмовые крыши похожи на двускатные корни с обрезанными под углом концами (рис. Б). Это снижает профиль и делает крышу менее заметной, особенно с крутыми крышами. Вальмовая крыша также уменьшает высоту чердака, поэтому вы, скорее всего, ударитесь головой о низкий наклонный потолок, если хотите превратить его в жилое пространство.Вам, вероятно, придется добавить слуховые окна, чтобы увеличить высоту потолка.

Каркас вальмовой крыши немного сложнее, чем двускатная крыша, и немного дороже в строительстве. Он по-прежнему опирается на треугольную структуру для прочности, но баланс сил, которые работают через эти бедренные стропила и «домкраты» (рис. B), менее очевиден.

Тем не менее, стиль хороший, так что не уклоняйтесь от строительства вальмовой крыши, если у вас есть шанс. Их легче собрать, чем кажется. Обратите внимание, что бедренные стропила пересекает угол под углом 45 градусов к каждой стене.домкраты также встречаются со стропильной ногой под углом 45 градусов. Так что все стропила легко подрезать. Чтобы узнать о длине стропил, обратитесь к книге по основам обрамления. Или ваш каркасный квадрат может иметь длину, выбитую прямо на его металлическое лезвие для каждого обычного ската крыши.

Вальмовая крыша имеет и другие последствия для ремонтников. Стропила перекрывают каждую стену, равномернее распределяя вес крыши, но делая каждую стену несущей. Поэтому, если вы переделываете стены под вальмовой крышей, вам нужно будет добавить балку над каждым новым окном и дверным проемом, чтобы выдержать вес.

Шатровые крыши — это правило в некоторых кварталах, особенно в тех, которые построены в 1950-х и 1960-х годах, когда они обычно использовались в длинных низких домах в стиле ранчо. Но вы также увидите их как в новых, так и в старых домах. Этот стиль практичен и эстетичен при использовании с широкими свесами. Поскольку крыша нависает со всех сторон дома, она лучше защищает стены и окна от солнечного света и дождя, чем двускатные крыши.

Плоская крыша

Плоские и односкатные крыши — обычное дело в современном дизайне и в домах с солнечными батареями, где большие южные стены улавливают максимум солнечного света.

Многочисленные протечки через крышу моего детского домика на дереве научили меня, конечно, опасаться плоских крыш, ни мои кровельные навыки, ни материалы для этого проекта не были очень хорошими. Оказывается, для укладки герметичной плоской кровли в любом случае нужны профессиональные знания.

Плоские крыши не пропускают воду, как скатные крыши (хотя они отводят воду), поэтому они состоят из водонепроницаемой мембраны, а не из черепицы. Старый метод, при котором горячая смола накладывалась между тремя слоями пропитанного асфальтом войлока и поверх них, работал довольно хорошо, но он уступил место однослойным синтетическим покрытиям.В любом случае ремонт этих крыш лучше доверить квалифицированным специалистам.

Хотя плоские крыши никогда не пользовались большой популярностью в жилых домах, они являются стандартом для коммерческих зданий. Имеет смысл минимизировать профиль большого здания, особенно того, для которого потребуется огромная наклонная крыша. Они также сокращают расходы за счет отказа от стропил; Строители просто укрепляют балки потолка, чтобы выдержать вес крыши.

Односкатная крыша

Односкатная крыша на самом деле представляет собой половину двускатной крыши, верхняя и нижняя стороны которой поддерживаются несущими стенами.Это одна из самых простых конструкций для защиты от непогоды, поэтому зачастую это экономичное и быстрое решение для дополнительной крыши или крыльца. Вам нужно построить только одну несущую стену, так как вы можете использовать стену дома для поддержки другой стороны. Вы также увидите, что многие из них используются для слуховых аппаратов.

Односкатные крыши, наряду с плоскими корнями, являются отличительной чертой так называемого «современного» дизайна (рис. C). Большинство этих домов было построено во второй половине 20 века. Часто можно увидеть сарай в солнечных конструкциях, где стена, поддерживающая верхний край крыши, обращена на юг, поэтому окна в этой стене могут улавливать больше солнечного света.

Тем не менее, плоские и односкатные кровли не стали популярными. Двускатные и вальмовые крыши в наши дни практически полностью доминируют в жилищном строительстве. Два других типа, которые когда-то были распространены в домах до 1950 года, практически исчезли, хотя они по-прежнему усеивают многие старые кварталы в большинстве городов — мансарда и гамбрель.

The Guardian Fall Protection 00645 CB-12 CB Анкер для оцинкованной крыши для использования на деревянных, металлических настилах или бетонных основаниях. Он отлично подходит для использования с выдвижными страховочными тросами, вертикальными страховочными тросами (канатные захваты) или горизонтальными системами жизнеобеспечения.Он имеет прочное оцинкованное покрытие, защищающее от непогоды. Стойка выступает за кровельное основание, поэтому точка крепления остается достаточно высокой и доступной после завершения кровли. Круглый столб работает с большинством имеющихся комплектов для окладов. Нажмите здесь, чтобы заказать его на Amazon и безопасно работать на своей крыше.

Мансарды

Дома с мансардными крышами встречаются все реже, хотя этот стиль часто появляется на коммерческих зданиях.

В 17 веке французский архитектор Франсуа Мансар изобрел крышу, носящую его имя.Действительно, дизайн до сих пор многим напоминает свои французские корни, возможно, потому, что он выглядит таким необычным и иностранным.

Мансардная крыша имеет два ската, неглубокий верх и крутой склон, причем крыша перекрывает и опирается на все боковые стены (рис. D). Это крыша большого объема с максимальным количеством чердачных помещений, которые обычно используются как второй этаж. Фактически, когда некоторые домовладельцы реконструируют старые дома и превращают их в квартиры, снимаемые в аренду, они снимают двускатную крышу и устанавливают мансарду, чтобы получить больше места.

Мансарды практически исчезли из жилищного строительства после 1940-х годов. Однако остатки этого стиля можно заметить на фасадах ресторанов быстрого питания и других небольших коммерческих зданиях с крутыми крышами.

Оба типа крыш создают удобное жилое пространство. Каркас крыши обрамляет также стены и перила мансардного помещения.

Гамбрели

Двустворчатая крыша этого дома создает максимальное пространство на чердаке, практически весь второй этаж.

Двустворчатую крышу легко узнать. Это сразу напомнит вам сарай (рис. F). Хотя этот стиль появился в США в колониальный период, никто не знает, кто его изобрел и почему. Возможно, его популярность в качестве конструкции амбара дает нам ключ к разгадке; он предлагает больше внутреннего объема. Более широкий корень увеличивает чердак и делает его естественным жилым пространством.

У него есть преимущество и с точки зрения кадрирования. Вам не понадобятся такие длинные и, возможно, труднодоступные стропила. Вместо этого вы можете заменить два более легких, более удобных в использовании, коротких стропила.

Gambrels — это экономичные компактные дома. Они включают в себя максимальное количество полезного жилого пространства в самой маленькой, наименее заметной внешней оболочке, буквально втиснув больше под крышей. Обратите внимание на рис, E, что каркас крыши также обрамляет стены и потолок для отделки интерьера. Строители домов обычно прокалывали нижнюю плоскость крыши мансардными окнами и окнами, чтобы лучше освещать и проветривать то, что по сути становится вторым этажом, а не чердаком.

Крыши

Gambrel немного сложнее в сборке, а их чердаки труднее вентилировать, чем двускатные крыши.Хотя это делает их немного дороже, я подозреваю, что дизайн стал жертвой большей гомогенизации наших нынешних стилей строительства. Более просторные загородные участки и большие дома делают ненужной их компактность — главное достоинство азартной игры. Просматривая несколько текущих книг с планами домов, я не нашел ни единой крыши. Так что, если не возродится интерес к азартным играм, этот стиль скоро вымрет.

Две заключительные ноты

Хотя мы рассматриваем каждый стиль крыши отдельно как в тексте, так и на иллюстрациях, вы часто встретите несколько типов крыши в одном доме.Обычно их объединяют архитекторы и строители. Так что вы найдете мансардные окна и мансардные окна на шатровых крышах, веранды с шатровыми крышами в домах с остроконечными крышами и односкатные крыши, прикрепленные практически где угодно.

Но крыш стали проще за последние 30 лет . Это потому, что многие строители теперь используют фермы для конструкции крыши. Фермы опираются на систему стропил меньшей ширины и балок перекрытия, усиленных сеткой перемычек. Они построены на заводе и возведены на родине.

К сожалению, поперечины делают чердачное пространство непригодным для использования, за исключением, возможно, легкого хранилища, потому что вы не можете разрезать и удалить их, чтобы открыть чердачное пространство без ослабления всей конструкции крыши.В результате в новых домах получаются более простые и менее интересные крыши, потому что без жилого помещения на чердаке слуховые окна и окна на крыше не имеют никакого смысла.

Комплект для защиты от обледенения крыши Easy Heat ADKS-1000 представляет собой кабель для защиты от обледенения. Он предотвращает повреждение крыши, водосточных желобов и водосточных труб зимой. Он работает, обеспечивая непрерывный путь для стекания талой воды с крыши. Он подходит для большинства конфигураций крыш и желобов. Вы можете найти его в нескольких вариантах длины. Он прост в установке и не требует обслуживания.В комплект входит 6 упаковок зажимов. Щелкните здесь, чтобы заказать его на Amazon и предотвратить повреждение крыши зимой.

PPT — Шатровая крыша — Часть 2 Образцы стропил Презентация в PowerPoint

  • Шатровая крыша — Часть 2 Образцы стропил М. Мартин Оригинал 2005 г. Пересмотрено в 2006 г.

  • Давайте сначала посмотрим на образец, который мы знаем, а затем добавим к нему Это.

  • Что касается бедра, давайте посмотрим на него в твердой форме, так как на краю есть отметка, которую нам нужно разместить также C Вырез для свеса карниза Вырез для верхнего конца стропила Центральная линия Birdsmouth

  • В случае шатровой крыши нам нужно добавить прорези для ползунков к этому шаблону L Теперь это станет центральной линией первой ползуны C Мы можем сделать это с вашим квадратом или путем измерения. Вам нужны два расстояния: (1) расстояние между стропилами у основания квадрата, или (2) истинная длина вверху.

  • Измерения и расчеты • Прежде чем мы продолжим, давайте запишем еще несколько цифр. • (1) Расстояние между стропилами в нашем упражнении, допустим, составляет 450 мм. Это означает, что ваше расстояние от центра до центра на основе квадрата будет 450 мм. • (2) Теперь для истинного измерения вверху, если вы решите сделать это таким образом, нам нужно выполнить простой расчет. Помните нашу «Истинную длину на метр»? • Истинная длина на м / м x центров стропил дает вам размер (2) выше.• 1,133 x 0,450 = 0,59 мм • Давайте еще раз посмотрим на стропило

  • Сталь Измерение от центра до центра квадратного сечения LC 450 мм, измеренное по основанию квадрата

  • Истинное расстояние от центра до центра C Истинная длина 509 мм отмеряется в верхней части стропила.

  • Регулировка первого ходоуменьшителя Центральная линия первого ходоуменьшителя C От этой точки центральной линии нам нужно отметить «длинную точку для первого ходоуменьшителя», и мы можем сделать это с помощью двух простых измерений.1) половинная толщина бедра 2) половина толщины стропила. Сначала давайте посмотрим, что это означает

  • Регулировочные размеры Половина толщины скоса бедра Половина толщины стропила

  • Регулировка стропила Передняя половина толщины стропил Центральная линия первой ползуны C Дает длинная вершина первой ползуны Задняя полуторная толщина бедра

  • Геометрия относительно того, почему Теперь давайте снова посмотрим на стропило

  • Узор Стропила с первой лизой Центральная линия первой ползуны C Длинная точка первая лиана Последний шаг — отметить оставшиеся лианы, что вы делаете с помощью измерения от центра к центру, квадратным путем или путем измерения истинной длины.

  • Маркировка оставшихся ползун Примечание: это будет длинная точка L Длинная точка следующей ползуны, и продолжайте движение вниз по длине стропила для большей длины C Начните с длинной точки первой ползуны Просто отметьте оставшиеся длинные точки отсюда, Самый простой способ — использовать стальной угольник.

  • Еще один элемент — корончатый торцевой вырез Корона-торцевой вырез C Просто отмерьте ½ толщины стропила от исходной центральной отметки, это будет ваш торцевой пропил.

  • Ваш готовый образец для шатровой крыши Длинная вершина второй ползуны Обрез торца короны C Обычная стропильная резка Птичья пасть Длинная вершина первой ползуны Центральная линия конька Помните: более длинные стропила, отмечены больше ползунков Отрезок отвеса для свеса карниза

  • Взгляните еще раз на шатровую крышу

  • Frontiers | Разрушение каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

    Введение

    Устойчивость домов к экстремальным ветрам имеет важное значение для обеспечения безопасности жителей, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для сообществ и страховых компаний.На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых видов отказов в жилых домах. Это в первую очередь связано с системами кровли и облицовки стен, а также с траекторией вертикальной нагрузки между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Разрушения кровли жилых домов, а именно разрушение соединений между кровлей и стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, были тщательно изучены из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений.Плотность домов относительно других построек в любом населенном пункте приводит к высоким расходам, связанным с авариями жилых домов. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети из 32 миллиардов долларов застрахованных убытков от торнадо связаны с жилыми постройками (Simmons et al., 2015).

    Работа по устранению повреждений жилых крыш с деревянным каркасом важна, поскольку потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, сделанные в ходе обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы подобных компонентов предполагают, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет усовершенствованных подходов к проектированию и инновационных решений.

    Стандартизованный метод оценки скорости ветра в торнадо — это расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку, как правило, невозможно напрямую измерить скорость ветра в торнадо (Копп и др., 2012). Текущая версия EF-Scale (Центр ветро- и инженерии, 2006) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами ущерба (DI). Для каждого DI шкала EF использует концепцию степеней повреждения (DOD). DOD описывают последовательные режимы повреждения, которые обычно наблюдаются для определенных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон расчетных скоростей ветра, необходимых для нанесения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006; Mehta, 2013).Их можно связать со скоростями ветра по шкале EF для оценки интенсивности торнадо, от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для резиденций на одну и две семьи (FR12). DOD-4 и DOD-6, которые имеют отношение к разрушениям кровли FR12, описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, потому что это происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

    Таблица 1 .Описание степени повреждения (DOD) и оценка скорости ветра для рассматриваемых видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

    На Рисунке 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на Рисунке 2 показан отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений кровли сосредоточено на этих двух режимах отказа. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения кровли в шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные режимы серьезных разрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничивается исследованиями, сосредоточенными на отказах RTWC.DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 миль в час (Таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Wind Science and Engineering Center, 2006). DOD-4 возникает при более низких скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними шатровыми крышами аналогичной конструкции. Фактически, в списке FR12 канадской шкалы EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровыми крышами можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6.Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 связана с неадекватной конструкцией или большими свесами, а верхняя граница связана с улучшенной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего исследования, как указали Гаванский и Копп (2017).

    Рисунок 1 .Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).

    Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

    Крыши жилых домов могут быть построены с использованием различных форм и уклонов. Многие включают слуховые окна или другие дефекты для покрытия домов неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных при строительстве деревянных каркасов, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и шатровые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 1992). Как правило, шатровые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости, проведенный Kopp et al. (2016) и Gavanski and Kopp (2017) даже предположили, что единый DI для жилых конструкций в шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в оценках скорости ветра для разной формы крыши, хотя это не было количественно оценено. в обследованиях повреждений.

    В нескольких прошлых исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), с некоторыми более поздними работами, непосредственно исследующими поведение шатровой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Meecham et al. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе, чтобы улучшить техническое понимание характеристик вальмовой крыши, и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в крышах с деревянным каркасом.Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и шатровой крыши, общие моменты подъема и опрокидывания крыши оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия — не единственная причина улучшения характеристик вальмовых крыш.

    Результаты

    Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса в шатровой крыше относительно распределения подъема обеспечивает дополнительную устойчивость.Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. В дополнение к этому, вальмовые крыши имеют RTWC по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются со стеновым каркасом только по двум противоположным стенам. Считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки в стропильных шатровых крышах эти факторы делают шатровые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям в результате обычных видов разрушения кровли.Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

    Один из вопросов, который возникает из-за высоких скоростей ветра, полученных при анализе хрупкости конкретных видов отказов, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в шатровых крышах. Другими словами, разрушится ли структура по-другому, а не RTWC? Цель данной статьи — изучить, возможны ли дополнительные неизученные режимы отказов, и, если они есть, понять условия, необходимые для их возникновения.В данной статье представлен анализ и результаты двумерных численных моделей для стропильных и рамно-скатных крыш с целью изучения этого момента. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

    Обследование ущерба

    Данные недавних событий в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо в Мур, Оклахома в 2013 году (EF5) и торнадо в Таскалузе, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) в 2011 году.Их предоставил авторам доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, исследуя пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их отчеты об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных предоставляет тысячи изображений повреждений домов, от потери обшивки до полного разрушения.

    Торнадо в Мур, штат Оклахома, было определено как событие EF5, с повреждениями в диапазоне от EF0 до EF5, наблюдаемых на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека, а экономический ущерб оценивается в 3 миллиарда долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и поэтому можно выделить так много этапов развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая выявление новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования для смягчения ущерба вплоть до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

    Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Тускалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения природы разрушения вальмовой крыши. В данных выявляется множество случаев частичного разрушения вальмовой крыши. Как и в случае результатов анализа хрупкости, проведенного Kopp et al. (2016), наблюдаемые разрушения вызывают дополнительные вопросы относительно вероятности и условий, при которых могут произойти частичные разрушения вальмовой крыши.Отдельные примеры наблюдаемых отказов от Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

    Рисунок 3 . Разрушение вальмовой крыши в Мур, штат Оклахома, после торнадо EF5 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней поверхности соседних вальмовых крыш с прямоугольной рамой. (B) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой / двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

    На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, у которых наблюдаются аналогичные повреждения передней поверхности крыши. RTWC, кажется, целы по остальному периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. Справа на фото оставшаяся часть крыши провисает, что дополнительно указывает на то, что нижележащая рама вышла из строя. Дома, показанные на рисунке 3A, были расположены вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома.Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Осмотр фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6, 40% оказались разрушенными из-за аналогичных частичных повреждений. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя из-за прибитых соединений между элементами, поскольку сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо Джоплин, штат Миссури.

    На рис. 3В показан отказ, аналогичный показанному на рис. 3А, но для более крутой крыши. RTWC выглядят целыми, и видна большая открытая полость, где элементы каркаса и обшивка были удалены. Как и на рис. 3A, очевидно, что эта крыша не страдала исключительно от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция с рамой из стержней, в отличие от той, которая содержала сборные фермы.По имеющимся данным, многие из неудачных вальмовых крыш использовали каркас из палок.

    На рис. 3С показано частичное разрушение комбинированной скатной / двускатной крыши. Этот отказ отличается от тех, которые показаны на рисунках 3A, B, поскольку очевиден отказ материала деревянных элементов. RTWC, по-видимому, целы, нижняя часть крыши потеряла только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, помимо обшивки, слева. Возле пика крыши каркас разрушился с обеих сторон.Эта структура, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или усилены иным образом с использованием деревянных пластин, прибитых гвоздями.

    При осмотре повреждений, показанных на Рисунке 3, и аналогичных повреждений на доступных фотографиях становится очевидно, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся режимы разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с близлежащими конструкциями на основе данных было определено, что разрушения каркаса могут влиять на некоторые шатровые крыши при скорости ветра EF2, а не разрушения RTWC или потери обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рам-рамок особенно подсказывают, что характеристики крыш-рам-рам следует отличать от характеристик стропильных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.

    Статистический анализ возникновения отказов

    Для полного анализа возникновения частичных отказов каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в диапазонах DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые отказы с обшивкой, RTWC или каркасом крыши.Сортировка данных по районам предлагает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всем следом ущерба от события. Как уже упоминалось, данные опроса, предоставленные Университетом Флориды, включают базу данных фотографий. Также предоставляется список всех фотографий, которые использовались для оценки события, включая долготу, широту и рейтинг EF-Scale в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены цветными метками, чтобы представить рейтинг EF-Scale. Образец полученной карты показан на рисунке 4.На этой карте показаны две области, проанализированные для получения представленных здесь предварительных статистических данных. Эти районы были расположены на западном конце пути повреждения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скоростям ветра DOD-4 и DOD-6 для крыш жилых домов. На рисунке рейтинги EF1, EF2 и EF3 представлены желтыми, оранжевыми и красными булавками соответственно.

    Рисунок 4 . Западный конец пути повреждения торнадо после торнадо 22 мая 2011 г. в Джоплине, Миссури; регионы настоящего исследования обведены белым.

    Анализируются две области исследования, обведенные белым на Рисунке 4, и оценивается возникновение различных видов отказов. Фотографии повреждений в отмеченных местах были изучены, и отмечен предполагаемый тип отказа. При этом просмотре данных каждое отдельное жилище оценивалось на предмет того, было ли повреждение вызвано RTWC, обшивкой или повреждением каркаса. Помимо повреждений кровли, включаются разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изученных крыш. В районе 1 в левой части рисунка 4 обнаружены дома, которые казались более новыми, в большинстве своем с крутыми шатровыми крышами и большими строениями. Дома в Районе 2 в основном выглядят более старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

    Результаты статистического анализа показаны в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующим повреждением вышли из строя из-за частичного разрушения каркаса, в то время как 35% показали признаки отказа RTWC.На Рисунке 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых повсюду в этом районе, с аэрофотоснимком, показывающим, как повреждение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях были удалены самые большие поверхности крыши, в то время как части конструкции, закрывающие меньшие пространства, остались на месте. Многие из этих построек, по всей видимости, также имели рамную конструкцию.

    Таблица 2 . Возникновение режимов разрушения кровли жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

    Рисунок 5 . Пример типичного разрушения вальмовой крыши в Районе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного разрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).

    Возникновение типов отказов в Районе 2 отличается от такового в Районе 1; Распределение отказов кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в Районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно рассматривать как серьезные отказы кровли, то есть подпадающих под DOD-6.В Районе 2 33% показали частичные разрушения каркаса, в то время как 37 и 30% пострадали от отказов RTWC и обшивки, соответственно. Чтобы понять прогрессию повреждения, дома, в которых обрушились стены, подсчитываются на основе наблюдаемого режима разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 10% домов пострадали от частичного разрушения каркаса крыши и обрушения стен, а 8% пострадали от разрушения RTWC и обрушения стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стен и кровли требует дальнейшего изучения для определения причинных эффектов каждого режима разрушения крыши.

    Сдвиг в возникновении определенных видов отказов между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; тем не менее, следует отметить, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели пологую крышу. Хотя это наблюдение может предполагать, что наклон крыши способствует возникновению разрушения каркаса, неясно, какие другие факторы могли оказать дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничителей в старых домах могло привести к учащению случаев обрушения стен.В примере, показанном на Рисунке 6, произошел частичный отказ каркаса крыши. Однако этот сбой мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине разрушенной крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, играли большую роль. В любом случае в обоих регионах частичные отказы возникают не реже, чем другие виды отказов кровли. Требуется дополнительная работа для получения полного набора статистических данных об этих сбоях и более точного определения региональных условий, которые могут способствовать их возникновению.

    Рисунок 6 . Частичное обрушение вальмовой крыши в районе 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

    Аналитический метод

    Подход и предположения

    Разработан и проверен метод численного моделирования для анализа эффектов внутренней нагрузки и прочностных характеристик компонентов деревянной каркасной крыши при ветровом подъеме. После разработки модели для получения сил стержня рассчитываются возможности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединены с расчетными значениями пропускной способности элементов.Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме относительных соотношений спроса и мощности (D / C) и определить возможные места уязвимости. В настоящей работе термин «элемент» относится как к элементам деревянного каркаса, так и к соединениям между ними. Оба типа элементов составляют звенья на вертикальном пути нагрузки, и потенциальные отказы могут возникать в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Стивенсона (2017).

    Различия между методами строительства крыши, такими как фермовый каркас и палочный каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с мощностью RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми видами отказов с хорошо установленными скоростями ветра (т. Е. DOD-6). Принятие правильности конструкции в анализах позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если обнаруживается вероятность отказа.В противном случае результаты подтвердили бы неправильное строительство в домах с наблюдаемыми неисправностями.

    Анализ спроса и мощности секций стропильных и каркасных крыш

    Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки из-за подъема ветра на элементы каркаса и сравнить их со способностями элементов противостоять этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные виды отказов.В опубликованной литературе представлена ​​подробная информация о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкции с рамой. Чтобы получить сопоставимые результаты и использовать согласованные методы для различных типов конструкций, анализ всех конструкций для настоящего исследования ограничен линейным диапазоном поведения материала. Элементы, которые могут выйти из строя первыми, определяются на основе относительных линейных соотношений D / C.Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

    Чтобы наблюдать влияние линейной нагрузки на элементы и соединения кровельной системы, силы элементов рассчитываются посредством моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты рамных крыш моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, и полученные осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Стивенсоном (2017).

    Конструкции вальмовых крыш, использованные в анализе

    При строительстве деревянных каркасов в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или Часть 9 Национального строительного кодекса Канады, чтобы определить размер элементов, расстояние между ними и требования к крепежам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

    Типовой проект включает в себя как крыши с решетчатым каркасом, так и стропильные крыши, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), проектируются компаниями, специализирующимися на их производстве, на основе распределения вторичной нагрузки. Они становятся преобладающей формой строительства крыш новых жилых домов, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, рамная конструкция все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и рамные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа крыши не работают.

    В двумерном D / C-анализе в этой работе используется одна ферма MPC, основанная на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). Рисунок 7 иллюстрирует расположение фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с прямоугольным каркасом в соответствии с профилем и геометрией плана ферменной крыши от Henderson et al. (2013), чтобы обеспечить точку сравнения.

    Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с маркированными соединениями и элементами.

    Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению элементов и размерам в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на рисунке 8 с помеченными размерами элементов и расстоянием между ними. Компоновка элементов крыш с решетчатой ​​рамой вызывает разделение нагрузки между гранями и отдельными элементами крыши. Вальмовая стропила передает нагрузки между элементами на смежных гранях крыши, а обшивка играет роль в эффектах системы «элемент-элемент» на одной стороне. Из-за такой схемы невозможно извлечь двухмерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было сделано в случае ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ крыши с прямоугольной рамой упрощается за счет изучения одного типичного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных пролетов без опоры. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут выдерживать самые большие опорные реакции. Грани крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

    Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой рамно-шатровой крыши.

    Рисунок 9 . Иллюстрация стропила домкрата, выбранная для анализа стержневой рамы.

    Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

    Стратегия разработки модели в этом исследовании состоит в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного упрощенного аналога модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное влияние нагрузки на каждый элемент фермы. Такой подход с использованием конверта был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать возможным нелинейное моделирование.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не учитывались ранее.

    Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы постоянно достигается за счет комбинации двух аналогов модели. Одна из моделей использует все шарнирные соединения, а другая — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы перемычки моделируются вдоль их центроидов.Для случая фермы результаты усилий стержня и шарнира извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную планку с рамой также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой — с жесткими опорами. В случае каркаса с палкой расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах, и можно было получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

    Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате чего получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

    Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 миль в час не отражает скорости ветра торнадо и потребует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтя на пальце ноги при реалистичной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой силе, а также с расчетными скоростями ветра компонентов и обшивки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в Таблице 5 Моррисона и Коппа, в которых не учитывается распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетные скорости ветра в Morrison and Kopp (2011) увеличиваются.

    Примененная скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная по результатам анализа хрупкости, проведенного Коппом и др. (2016) и Гаванский и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в откидной крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км / ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра.Важно напомнить, что настоящее двухмерное исследование фокусируется на относительной уязвимости в пределах каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками ASCE 7-05 Моррисона и Коппа подтверждает точность методологии.

    Расчет вместимости

    Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальной потребностью в анализе D / C. Фермы в Henderson et al.(Henderson et al., 2013) вальмовая крыша использовала пиломатериалы SPF №2, соединенные между собой анкерными плитами MiTek MII-20. Паспорта прочности плит, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются при расчетах грузоподъемности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе значений, приведенных в таблице в Канадском справочнике по дизайну древесины (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.В данном исследовании для расчетов пропускной способности соединений используются проектные спецификации Канадского института решетчатых пластин (2014 г.) для ферм MPC, в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) по моменту подключения мощности.

    Совместные расчеты несущей способности включают определение несущей способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт ферменных пластин, 2007 г .; Институт опорных плит Канады, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и формул из Справочника по дизайну древесины Канады (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты поддержки мощности включают в себя те, для сопротивления снятия ногтей и бокового сопротивления.

    Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в данном анализе постоянного тока. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает факторы сопротивления, но обсуждение и результаты их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности удален в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности, предоставлены Стивенсоном (2017). Для справки, на Рисунке 7 показаны соединения и элементы фермы, помеченные в соответствии с условными обозначениями, используемыми в анализе, а на Рисунке 9 показаны стыки для смоделированного домкрата.

    Результаты спроса и мощности

    Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности приведены Стивенсоном (2017).В данной статье предельные отношения D / C для каждого элемента моделей фермы и стропила показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D / C ближе всего к 1 — выделены жирным шрифтом. Соединения со значениями D / C «N / A» либо развивают сжатие в результатах модели, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как можно видеть, отношения D / C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.

    Таблица 3 . Соотношения нагрузки и мощности (D / C) и определяющие режимы отказа для смоделированной фермы при подъеме на 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

    Таблица 4 . Соотношения между стержнями и совместной нагрузкой (D / C) для смоделированной секции рукояти-рамы при подъеме на 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

    Рисунок 10 . Схема расположения повреждений в ферме, основанная на результатах анализа потребности в мощности (D / C).

    Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям текущего вывода. Ожидается, что RTWC с опорой на пальцы почти всегда выходят из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод не верен в случае, когда ураганные ремни используются в RTWC. В этом случае отношение D / C ремня RTWC урагана составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D / C в верхнем поясе. Применение даже самого простого ремня урагана может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

    Результаты показывают, что при том же ветровом подъеме, что и ферма, стропила домкрата также наиболее уязвима при RTWC с опорой на пальцы. Анализ стержневой рамы не включает подъемную способность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что установка перемычек на RTWC приведет к отказу на стыке 1, так как это место имеет относительно высокое отношение D / C. Следующее самое слабое соединение, в стыке 2, состоит из семи гвоздей, соединяющих стропило с балкой потолка. Его емкость намного выше — около 5000 Н.

    Результаты стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях различия в поведении крыши и параметрах подключения делают возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки при строительстве, ухудшение характеристик элементов и устаревшие стандарты проектирования, по которым строились старые дома с каркасным домом.

    Ограничения

    Настоящий статистический анализ и анализ D / C успешно доказывают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предлагают некоторые условия, которые могут повлиять на режим, при котором может выйти из строя шатровая крыша с деревянным каркасом.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы подробно понять проблему разрушения каркаса, необходимо разработать трехмерные модели, которые учитывают распределение нагрузки и эффекты обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, помогающей моделировать соединения металлических пластин и конструкции рамных рам, было сочтено неэкономичным проводить подробные трехмерные модели в текущем исследовании.

    Дополнительная работа должна также оценить возможные вариации, существующие в компонентах спроса и мощности текущих результатов.На уровне элементов существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурациями соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных изделиях, предлагаемых разными производителями. В более крупном масштабе методы проектирования различаются в зависимости от региона, компании и даже отдельных инженеров, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо того, что считается их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

    Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

    Неисправности каркаса крыши, представленные в этой статье, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимости каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой; тем не менее, прогрессирование разрушения больших участков крыши точно не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный режим отказа, связанный с корпусом палки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой из стержней.

    На Рисунке 11, по всей видимости, произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших секций крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что балки потолка и потолок под ними целы.Только внешние стропила и прикрепленная обшивка были удалены или повреждены. Судя по результатам анализа D / C для каркаса с рамой, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилом и балкой потолка. RTWC и соединение вдоль конька крыши кажутся гораздо более уязвимыми при анализе по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные неисправности могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилом и балкой на верхней плите стены или возникли как разрушение верхнего стыка стропил.Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему каскадному разрушению соседних стыков, что привело к удалению всех поверхностей крыши после инициирования в одной точке.

    Рисунок 11 . Примеры частичного обрыва каркаса, вальмовой крыши с неповрежденными балками перекрытия. (A) Полное снятие внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких сторон крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

    Как уже упоминалось, анализ D / C для случая стержневой рамы не предсказал, что соединение стропил со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с балкой потолка.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего соотношение D / C составляет 0,2. При более внимательном рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты соединения; однако похоже, что гвоздей было не больше нескольких. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы по тем же правилам, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.

    Отказ, показанный на рисунке 11, и многие другие подобные отказы интересны, потому что они были бы объективно классифицированы в пределах DOD-6 для жилых крыш; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для структур с рамой из стержней.

    Заключение

    Наблюдения за повреждениями и статистические оценки, представленные здесь, расширяют текущее понимание отказов крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный режим отказа, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистические данные о наблюдаемых повреждениях в выборочных районах из Мура, Оклахома и Джоплина, штат Мичиган, показали, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные виды отказов RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. Хотя обычно считается, что дома с шатровой крышей более устойчивы к ветру, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными повреждениями каркаса показывают, что шатровые крыши могут быть более уязвимыми, чем предполагалось ранее.

    Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего исследования поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши.И фермы, и каркасные конструкции оцениваются для проведения сравнительного исследования двух методов строительства. Результаты двумерного анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящего внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования «нагрузка-огибающая» и анализ D / C показали возможность определения уязвимых мест в секциях крыши как с фермами, так и с решетчатым каркасом при ветровом подъеме.Наблюдательные и численные исследования дали следующие основные результаты:

    • В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1 – EF3 имели частичные разрушения конструкции крыши.

    • Тип конструкции может иметь важные последствия для типа разрушения крыши, которому подвергнется дом. В микрорайонах, в которых 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного разрушения каркаса крыши, дома оказались более новой конструкции с решетчатым каркасом, с большими отпечатками и крутыми крышами.Другой регион, который показал 33% частичных отказов, — это дома, которые выглядели более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны со ударами обломков.

    • Следует отметить, что на наблюдаемых крутых крышах многие из наблюдаемых отказов произошли асимметрично, то есть одна из больших поверхностей крыши разрушилась, а противоположная осталась нетронутой. В отличие от смоделированной крыши, которая в настоящем анализе подвергается воздействию равномерных подъемных давлений, крыши с более крутыми уклонами, вероятно, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренной и подветренной сторонах.Влияние изменения уклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет изучено дополнительно, помимо изменений прочности и жесткости материала, на более поздних этапах этого исследования.

    • Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки рам каркасных крыш. Эти отказы предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с решетчатым каркасом, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к балкам перекрытия и стенам под ними.Потеря внешней оболочки кровли из-за этого режима разрушения при осмотре классифицируется как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые необходимы для отказа RTWC, как показывает текущий анализ D / C. Этот режим отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

    • При использовании RTWC с опорой на пальцы, фермы MPC при равномерном подъеме, скорее всего, выйдут из строя через RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка.При поставке ремней урагана начало разрушения может перейти на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы разрушения в ферменной конструкции связаны с моментами стержня и суставов при подъеме. А именно, соединения верхнего пояса (Соединение 3) и горизонтальный элемент верхнего пояса (TC2) в моделируемой ферме оказались относительно уязвимыми с отношениями D / C 0,70 и 0,66, соответственно, в то время как соотношение D / C RTWC с острым концом был равен 1. Требуемый момент в элементах верхнего пояса увеличивается из-за растягивающих осевых сил, наведенных на эти элементы из-за типичного поведения фермы.

    • Случай анализа рамок также показал, что RTWC с ограниченными возможностями являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Отношение D / C RTWC стержневой рамы составляет 1,129 при той же приложенной высоте, что и ферма. Тем не менее, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучив фотографии, сделанные при обследовании повреждений, можно предположить, что вышедшие из строя крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось по проекту.

    • Сравнение двухмерных анализов для случаев стропильных ферм и рамок с рамой позволяет предположить, что крыши с рамками с рамой содержат более уязвимые элементы.При эквивалентном ветровом подъеме D / C RTWC фермы составляет 0,98, в то время как RTWC стропил домкрата с рамой на стержнях составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая с рукоятью, который не рассматривается в данном исследовании.

    Авторские взносы

    СС — доктор философии. студент под совместным руководством ГК и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной над магистерской диссертацией СС. Гипотеза и подход к работе были разработаны авторами совместно.SS выполнил весь анализ, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для подачи под непосредственным контролем GK и AA. Г.К. и А.А. консультировали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Эта работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Выражаем признательность за постоянную поддержку со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Поля Ковача (ICLR). Авторы также благодарны докторам. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за предоставление финансовой поддержки полевым исследованиям, приведшим к нанесению ущерба. данные опроса.Вышеупомянутые исследования ущерба были поддержаны исследовательским грантом NSF 1150975 и программой грантов NSF RAPID.

    Список литературы

    Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. У. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для деревянных каркасных конструкций жилых домов с использованием подхода хрупкости. J. Struct. Англ. 140. doi: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000914

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Канадская ипотечная и жилищная корпорация.(2014). Канадское деревянное каркасное домостроение , 3-е изд. Канада: Правительство Канады.

    Google Scholar

    Канадская комиссия по строительным и противопожарным кодексам. (2010). Национальный строительный кодекс Канады , 13-е изд. Оттава: Национальный исследовательский совет Канады.

    Google Scholar

    Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов. (2010). Руководство по деревянному дизайну: Полный справочник по деревянному дизайну в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по древесине.

    Google Scholar

    Гаванский Э., Копп Г. А. (2017). Оценка уязвимости повреждений примыкания кровли к стене каркасных домов при сильном ветре. J. Risk Uncertainty Eng. Syst. 3. DOI: 10.1061 / AJRUA6.0000916

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Graettinger, A.J., Ramseyer, C.C., Freyne, S., Prevatt, D.O., Myers, L., Dao, T., et al. (2014). Оценка ущерба от торнадо после торнадо Мура 20 мая 2013 г. .Таскалуса, штат Алабама: Университет Алабамы.

    Google Scholar

    Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. И Копп Г. А. (2013). Реакция креплений, прибитых гвоздями, крыша к стене, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Институт исследований в строительстве. (2009). Оценочный лист CCMC 11996-L: MT-20 и MII-20 .Оттава, Онтарио: Национальный исследовательский совет Канады.

    Google Scholar

    Копп Г. А., Хонг Э., Гавански Э., Стедман Д. и Силлс Д. М. (2016). Оценка скорости ветра на основе наблюдений за ущербом от торнадо в Ангусе (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. J. Civil Eng. 44, 37–47. DOI: 10.1139 / cjce-2016-0232

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Копп Г. А., Моррисон М. Дж. И Хендерсон Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов при реалистичных ветровых нагрузках. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 104–106, 25–39. DOI: 10.1016 / j.jweia.2012.01.004

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Льюис, С. Л., Мейсон, Н. Р., Крамер, С. М., Верт, Д. К., О’Реган, П. Дж., Петров, Г. и др. (2006). «Расчет металлических пластин, соединенных стыками деревянных ферм на момент», в 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

    Google Scholar

    Мичем, Д.(1992). Повышенная эффективность вальмовых крыш при сильном ветре — пример из практики. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 43, 1717–1726. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (92)

    -V

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровых нагрузок на вальмовые и двускатные крыши. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 38, 257–272. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (91)

  • -Y

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мехта, К.С. (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. J. Disaster Res. 8, 1034–1041. DOI: 10.20965 / jdr.2013.p1034

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Моррисон, М. Дж., И Копп, Г. А. (2011). Эффективность соединения гвоздя и пальца при реалистичной ветровой нагрузке. Eng. Struct. 33, 69–76. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.09.019

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Prevatt, D.O., Coulbourne, W., Graettinger, A.J., Pei, S., Гупта, Р., и Грау, Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Обследование структурных повреждений и аргументы в пользу устойчивых к торнадо строительных норм . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

    Google Scholar

    Prevatt, D.O., van de Lindt, J. W., Graettinger, A.J., Coulbourne, W., Gupta, R., Pei, S., et al. (2011). Исследование повреждений и будущее направление структурного проектирования после торнадо Таскалуса 2011 года . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

    Google Scholar

    Ramseyer, C., Floyd, R., Holliday, L., and Roswurm, S. (2014). «Влияние систем крепления боковой нагрузки на повреждение и живучесть жилых конструкций, пострадавших от торнадо в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 года», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Boston, MA: ASCE), 1484–1507.

    Google Scholar

    Симмонс, К. М., Ковач, П., и Копп, Г. А. (2015). Снижение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат улучшенных строительных норм и правил в Оклахоме. Клим. Soc. 7, 169–178. DOI: 10.1175 / WCAS-D-14-00032.1

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Спаркс, П. Р., Шифф, С. Д., и Рейнхольд, Т. А. (1994). Повреждение ограждающих конструкций домов ветром и последующие страховые убытки. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 5, 145–155. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (94)

    -X

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стандохар-Альфано, К. Д., и ван де Линдт, Дж. У. (2016). Анализ риска торнадо для повреждения деревянных каркасных крыш жилых домов в Соединенных Штатах. J. Struct. Англ. 142. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0001353

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стивенсон, С. А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных крыш жилых домов при ветровой нагрузке . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.

    Google Scholar

    Инженерно-строительный институт. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

    Google Scholar

    Институт анкерных плит. (2007). Национальный стандарт проектирования деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами . Александрия, Вирджиния: Американский национальный институт стандартов (ANSI).

    Google Scholar

    Канадский институт анкерных плит. (2014). Процедуры проектирования и спецификации ферм для деревянных ферм, соединенных с легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, ON: TPIC.

    Google Scholar

    ван де Линдт, Дж. У., Пей, С., Дао, Т., Греттингер, А., Преватт, Д.О., Гупта, Р. и др. (2013). Философия дизайна торнадо, основанная на двойной цели. J. Struct. Англ. 139, 251–263. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000622

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Центр ветроэнергетики и инженерии. (2006). Рекомендация по усовершенствованной шкале Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

    Google Scholar

    .

  • Want to say something? Post a comment

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *