Расчет вальмовая крыша стропильная система: Расчет вальмовой крыши онлайн, калькулятор стоимости вальмовой кровли и стропильной системы

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 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 5°, от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
• Металлическая фальцевая кровля — должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.

Правильный расчет площади

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

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

Соотношение угла ската крыши	Поправочный коэффициент для угловых стропил	Поправочный коэффициент для промежуточных стропил
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
8:1 2	1.106	1.202
9:1 2	1. 131	1.250
10:12	1.161	1.302
11:12	1.192	1.357
12:12	1.225	1.414

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.

Монтаж стропил

1. 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.
2. 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.
3. Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.

Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

4. 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.
5. 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 стропильная система вальмовой крыши 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.

расчёт, конструкция и правильный монтаж

Вальмовая крыша – это разновидность чердачной крыши. Она часто устанавливается в домах, где планируется обустроить дополнительное жилое или нежилое пространство. Конструкция вальмовой крыши четырехскатная. Две боковые части – скаты, имеют трапециевидную форму, две торцевые – вальмы – треугольные.

Преимущества вальмовой крыши:

• Способность стойко противостоять даже сильным порывам ветра;
• Жесткая конструкция минимизирует деформацию крыши;
• Эстетичный вид, способность визуально делать здание более компактным;
• Возможность обустроить большие боковые карнизные свесы, обеспечив этим дополнительную защиту стенам здания от воздействия атмосферных осадков.

К недостаткам вальмовых крыш относят сложность конструкции и монтажа, дороговизну.

Стропильная система вальмовой крыши – это основа кровли. Стропила выполняются чаще всего из хвойного дерева, обработанного специальным составом для предотвращения гниения и поселения в нем насекомых.

Для опирания стропил на вальмовой крыше устанавливается мауэрлат – брус, предназначенный еще и для распределения нагрузки на стены строения. Центральный элемент – конек вальмовой крыши, к которому крепится большая часть стропил.

Их существует три вида:

• Центральные (рядовые) – крепятся к коньковому брусу на одинаковом расстоянии друг от друга;
• Диагональные – стыкуются с угловыми стропилами;
• Угловые – крепятся к коньковому брусу и соединяются с диагональными стропилами на разной высоте для того, чтобы конструкция приобрела дополнительную прочность.

После установки стропильной системы монтируется обрешетка, на нее укладываются изоляционные материалы и покрытие. Одновременно обустраиваются дымоходы, системы водоотведения, вентиляции.

Стропильная вальмовая крыша – конструкция сложная, требующая тщательных расчетов перед процессом монтажа. Один из важных параметров — угол наклона вальмовой крыши. Он зависит от предполагаемой нагрузки на кровлю, силы воздействия внешних факторов, например, ветра, снега. Также на угол наклона крыши влияют кровельные материалы. Максимальный рекомендуемый для шифера — 22°, минимальный – для многослойного рулонного материала — 5°. Материал, которым можно крыть вальмовую крышу при любом угле наклона – это мембранная кровля.

Точный предварительный расчёт вальмовой крыши позволит избежать лишних затрат и неприятных моментов при монтаже. Существует несколько методик расчетов, а также немало онлайн-калькуляторов для определения площади вальмовой крыши, высоты вальмовой крыши и прочих параметров конструкции. Но лучшие результаты демонстрирует использование специального программного обеспечения. За несколько минут, введя основные данные, пользователь получит точные, достоверные расчёты, опираясь на которые смело можно приступать к строительству. Программы хороши тем, что предусматривают все параметры для максимально объективного расчета.

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.

Стропильная система вальмовой крыши: калькулятор стропильной системы вальмовой крыши

Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.

Стропильная система вальмовой крыши

Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как односкатная или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.

Содержание статьи

1 В чем достоинства вальмовой крыши?2 Основные конструктивные особенности вальмовой крыши3 Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы3.1 Выбор угла ската кровли и определение высоты конька3.2 Длина конькового прогона3.3 Длина центральных стропильных ног3.3.1 Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам3.3.2 Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес3.4 Длина диагональных стропил3.5 Шаг установки стропил и их сечение3.5.1 Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги3.6 Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)3.7 Материал и размеры дополнительных элементов системы3. 8 Какова будет общая площадь кровельного покрытия?3.8.1 Калькулятор расчета площади вальмовой крыши4 Видео: полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

В чем достоинства вальмовой крыши?

Согласитесь, что вальмовая крыша смотрится весьма привлекательно. Но эстетичность, которая она придает зданию – это отнюдь не главное достоинств подобной конструкции.

Эстетичность вальмовой крыши, безусловно, важна, но этим не ограничиваются ее достоинства

Полное отсутствие вертикальных плоскостей делает такую крушу малоуязвимой в ветровой нагрузке. Если еще и величина уклона скатов незначительна – параметр ветрового давления на стропильную систему сводился к минимуму.
«Сглаженность» форм на все четыре стороны делает такую крышу устойчивой вообще ко всем видам атмосферных осадков.
С точки зрения энергосбережения, вальмовая крыша намного превосходит двухскатную конструкцию.
Такую крышу значительно легче утеплить, разместив термоизоляционный «пирог» под скатами кровли. У двускатной крыши всегда имеются два проблемных фронтона, требующих особого подхода к утеплению и прекрасно «ловящие ветер».
Удачное распределение нагрузок, обусловленное особенностью расположения основных, диагональных (угловых) и вальмовых стропил, обеспечивают высокую устойчивость всей системы к деформациям под действием внешнего приложения сил.
Наконец, вальмовая крыша вполне может послужить и мансардой (при определённых углах уклона, безусловно). В любой их скатов может врезаться мансардное окно.

Недостаток у такой системы – это относительная сложность конструкции. Кроме того, на небольших по размеру зданиях и при малых углах уклона крыши чердачное помещение становится невместительным и малопригодным для полезного использования, особенно если система стропил потребует дополнительного усиления подкосами, стойками и т.п.

Очевидно, что недостатки – достаточно условны, и их вполне можно свести к минимуму. А вот количество достоинств – впечатляет, что и способствует постоянному росту популярности вальмовых крыш.

Основные конструктивные особенности вальмовой крыши

Итак, что собой представляет вальмовая крыша с конструктивной точки зрения.

Это – четырёхскатная конструкция. Два ската, проходящие вдоль длинно стороны здания, имеют форму трапеции, верхняя сторона которой является коньком, а боковые ребра расходятся от него к углам здания. С обеих фронтонных сторон скаты имеют форму равнобедренного треугольника, который своей вершиной упирается в крайнюю точку того же конька.

Так выглядит классическая четырёхскатная вальмовая крыша

Теперь, если виртуально аккуратно снять с крыши кровельное покрытие, убрать, чтобы не мешали рассмотрению, стены дома, то откроется примерно такая картина – собственно. Сама деревянная конструкция вальмовой стропильной системы.

Базовая схема вальмовой стропильной системы.

Теперь познакомимся с самыми основными конструктивными элементами вальмовой стропильной системы.

Основные элементы стропильной системы вальмовой крыши

1 – мауэрлат – мощный деревянный брус, закрепленный по периметру верхнего торца стен дома. Является базовой основой для установки стропильной конструкции.

2 – коньковый брус (прогон). Должен располагаться строго по продольной оси дома, на высоте от уровня перекрытия, зависящей от запланированной крутизны скатов крыши.

3 – центральные основные стропила. Располагаются с расчётом опоры на мауэрлат и на края конькового прогона. Всего таких стропил – 4 штуки, по два на каждый боковой скат.

4 – центральные вальмовые стопила. Расположены строго по оси конька, делят треугольный вальмовый скат ровно пополам. Общее количество – две штуки.

5 – угловые или диагональные стропила (иначе – накосные ноги). Опираются на угол мауэрлата и на оконечность конькового прогона. Самые длинные из всех стропильных ног. Общее количество – 4 штуки. Таким образом, на каждом конце конька сходится по пять стропил – два основных центральных, одно центральное вальмовое и два диагональных (накосных).

6 – промежуточные стропила. Устанавливаются по боковым скатам между центральными стропилами, имеют такой же размер, опираются так же — на мауэрлат и на коньковый прогон. Количество зависит от выбранного шага установки. При маленькой длине конька могут и вовсе отсутствовать.

Конек на этой вальмовой крыше настолько короткий, что необходимости в промежуточных стропилах просто нет

7 – укороченные стропила. Устанавливаются по боковым трапециевидным скатам между центральным стропилом и углом крыши. Опираются на мауэрлат и на накосные (диагональные) ноги. Количество зависит от шага установки. Длина деталей меняется – уменьшается по мере приближения к углу системы.

8 – укороченные стропила вальмового ската (нарожники). Расположение, количество и размеры в целом аналогичны с боковыми укороченными стропилами.

Это был показан простейший, базовый вариант стропильной вальмовой конструкции. На практике же, когда крыша возводится над жилым домом, приходится прибегать к усилению, то есть установке дополнительных элементов:

Элементы усиления конструкции вальмовой крыши

9 – стойки, подпирающие коньковый прогон. Они могут опираться на лежень, уложенный ровно по центру перекрытия параллельно коньку (например, если снизу имеется капитальная внутренняя стена). Другой вариант – упор стоек в балки перекрытия или в затяжки (ригели) соединяющие пары стропильных ног.

10 – затяжки (ригели), которые одновременно могут выполнять и роль балок перекрытия. Другой вариант – это действительно балки, врезанные в мауэрлат или вмурованные в стены дома. Затяжки могут располагаться и выше, ближе к коньковому прогону. Зачастую в этом случае она становится основой для подшивки потолка чердачного помещения. Затяжки или балки становятся основой не только для стоек, но и для некоторых других усиливающих элементов конструкции.

11 – если основные или промежуточные стропила получаются слишком длинными, более 4,5 м, то их необходимо усилить, установив диагональные подкосы, упирающиеся в расположенный снизу прогон или в балки перекрытия (затяжки). Подкосы обычно устанавливаются под углом 45 ÷ 60°, и использование таких промежуточных опор позволяет уменьшить сечение пиломатериалов, идущих на изготовление стропильных ног.

12 – самыми длинными всегда получаются диагональные стропила (накосные ноги). Как правило, они в первую очередь нуждаются в усилении, так как будут служить опорой для целого ряда укороченных стропил (нарожников). Один из вариантов – это установка шпренгеля, как показано на рисунке. Устанавливается угловая шпренгельная балка, которая врезается в мауэрлат, а от нее к накосной ноге идет вертикальная стойка. Другой вариант усиления диагональных стропил – те же подкосы, которые снизу будут опираться на центральный лежень.

13 – ветровая балка, которая наискось прибивается изнутри к стропильным ногам, как правило, с наветренной стороны здания. Практикуется ее использование и с обеих сторон, когда дом возводится в ветреном регионе, а направление ветра – неустойчиво.

14 – для формирование карнизных свесов можно увеличивать длину стропильных ног, так, чтобы они выходили за внешние стены на определенное расстояние. Это, правда, бывает не всегда возможно или оправдано – из-за ограничений по стандартной длине пиломатериалов или из соображений экономичности. Выход – применение удлиняющих стропила деталей, кобылок, которые и сформируют карнизный свес требуемой ширины от уровня стен дома.

Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы

Итак, впереди самый ответственный этап – провести проектирование будущей вальмовой стропильной конструкции. В этом вопросе следует придерживаться определённой последовательности.

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Начать следует с выбора оптимального угла ската кровли. В принципе, угол боковых и вальмовых скатов может и различаться, но все же «классический» вариант – это их одинаковый уклон: так и нагрузки распределяются равномерно, и внешне крыша будет смотреться более выигрышно.

Для вальмовых крыш обычно принимают угол уклона от 20 до 45 градусов. В регионах с повышенной снеговой нагрузкой есть смысл сделать скат круче, а там, где превалирует ветровое давление оптимальным будет придание уклона не более 30 градусов. Впрочем, это решение хозяев, так как могут играть роль и планы насчет использования чердачного помещения.

Важным параметром выбора угла ската является и планируемое кровельное покрытие – для различных его типов есть определенные нижние границы крутизны. Ниже расположена схема уклонов крыши (в градусах и в процентах). Схема выполнена с точным соблюдением масштаба, так что при желании можно по ней задать угол и в пропорциональном отношении (отношение высоты подъема к длине основания стропильного треугольника).

Диаграмма углов крутизны крыши и допустимые минимальные уклоны для различных типов кровельного покрытия

Стрелками показаны нижние предельные границы уклона для различных типов кровельного покрытия. Первые три пункта нас в данном случае не интересуют – они относятся к плоским крышам.

№	Величина уклона	Тип применяемого покрытия (минимальный уровень уклона)
4	≈ 9° 1:6,6 или 15 %!	Рулонные битумные материалы – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование определенных типов профнастила или металлочерепицы (в соответсвии с параметрами, установленными производителем).
5	≈ 10° 1:6 или 17%!	Асбестоцементный волновой шифер усиленного профиля. Еврошифер (однулин).
6	≈ 11÷12° 1:5 или 20 %!	Мягкая битумная черепица
7	≈ 14° 1:4 или 25 %!	Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица.
8	≈ 16° 1:3,5 или 29 %!	Металлическая кровля с фальцевым соединением.
9	≈ 18÷19° 1:3 или 33 %!	Шифер асбестоцементный волновой обычного профиля
10	≈ 26÷27° 1:2 или 50 %!	Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, композитные полимербетонные, сланцевые плитки.
11	≈ 39° 1:1,25 или 80 %!	Кровельное покрытие из дранки, щепы, натурального гонта. Камышовая кровля

Есть еще один нюанс. Вальмовая крыша, как мы видели, предполагает наличие трапециевидных и треугольных скатов. При использовании листового кровельного покрытия неизбежны будут немалые потери материала на раскрое – могут доходить до 30%! (MISSING)Оптимальным видится вариант с мягкой битумной черепицей или с использованием штучных кровельных материалов. Впрочем, опять же, все решает хозяин дома.

После того как угол уклона ската будет выбран, уже несложно определить высоту конька, к которому сойдутся центральные и промежуточные стропила.

Определение высоты конька вальмовой крыши

У нас известна ширина дома D. Конек располагается строго по продольной оси, то есть на расстоянии d = D/2. С углом α также определились. Высота конька, таким образом, определяется следующим соотношением:

h = d × tg α

Чтобы не заставлять читателя тратить время на поиски таблицы тангенсов — ниже размещен калькулятор для проведения расчета высоты конька.

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать высоту конька h»

Половина ширины дома d (метров)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Длина конькового прогона

Определяем длину и расположение конькового бруса (прогона)

Раз предполагается, что угол уклона на боковых и вальмовых скатах будет одинаковым, то и длина центральных стропил также должна совпадать. А это, в свою очередь, означает, что края конькового прогона должны располагаться от торцевых стен дома на таком же расстоянии, как сам прогон от параллельных ему стен.

«Классическое» расположение конькового прогона

1 – мауэрлат

2 – коньковый прогон.

3 – центральные боковые стропила

4 – центральное вальмовое стропило, равно по длине центральным боковым.

Значит, длина конькового бруса получается равной длине дома за вычетом 2d, а если упростить, то длина дома минус его ширина D. Располагаться он должен строго по центру, по обеим, продольной и поперечной, осям.

Для изготовления конькового прогона обычно используется такой же материал, что и для центральных стропильных ног. Вертикальные стойки для его установки вырезаются с учетом ширины бруса, чтобы в собранном виде верхний край конька расположился на рассчитанной высоте h.

Коньковый прогон на стойках, усиленных диагональными подкосами.

Желательно коньковую раму, опирающуюся на лежень, усилить диагональными подкосами, так, как показано на рисунке.

Длина центральных стропильных ног

Коль известна высота установки конькового прогона и его расстояние от мауэрлата (в горизонтальной проекции), вполне можно сразу рассчитать длину центральных стропил.

Определяем необходимую длину центральных стропил

Здесь – все предельно просто. По двум известным катетам – высоте h и основанию d несложно, применив теорему Пифагора, найти гипотенузу, которая и станет длиной стропильной ноги L от конька до мауэрлата. Воспользуйтесь для этого встроенным калькулятором:

Калькулятор расчета длины гипотенузы (стропильной ноги) по известным катетам

 

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги)»

Катет 1 (высота h), метров

Катет 2 (основание треугольника d), метров

Понятно, что промежуточные стропила, опирающиеся также на коньковый прогон, будут иметь точно такие же размеры.

Подрезка стропильных ног для соединения в коньковой части

Для соединения стропил на коньковом прогоне они могут подрезаться под углом β, который равен:

Β = 90° — α

Стропильные ноги примыкают с обеих сторон к коньковому прогону

Способ соединения, впрочем, может быть разным, например, внахлест стропильных ног с размещением конькового прогона снизу – это учитывается при расчете размеров и самих стропил, и высоты стоек под коньковый прогон. Исходят из того, что высшую точку конька в таком случае формирует верхнее пересечение стропильных досок.

Крепление стропильных ног над коньковым прогоном.

Нижним своим краем стропильные ноги опираются на мауэрлат. Здесь тоже возможны варианты, но рассматривать в данной публикации их не будем, потому что это хорошо изложено в других статьях.

Мауэрлат – надежная основа для стропильной системы

Если на односкатной или щипцовой крыше мауэрлат может крепиться только со стороны скатов кровли, то при вальмовой системе он обязательно представляет собой замкнутую раму. Как устанавливается мауэрлат – в отдельной публикации нашего портала. А еще одна статья посвящена основным правилам крепления стропил на мауэрлате.

Сразу можно определиться насколько необходимо удлинить стропила, если именно они будут формировать карнизный свес. В том случае, когда карниз создается за счет кобылок, полученное значение станет «полезной» из длиной, то есть пригодится в любом случае.

Расчет длины удлинения стропил (рабочей длины кобылок) для формирования карнизного свеса

Если известна планируемая ширина карнизного свеса k и угол уклона кровли α, то параметр ΔL несложно определить по формуле:

ΔL = k / cos α

Калькулятор расчета удлинения стропил на карнизный свес

Теперь, чтобы узнать общую длину стропильной ноги, останется лишь просуммировать полученные значения L и ΔL.

Это удлинение будет одинаковым для всех стропил и нарожников, за исключением диагональных стропил (накосных ног). Для них в калькуляторе предусмотрен специальный расчет.

Длина диагональных стропил

Эти стропильные ноги – самый длинные, и будут испытывать максимальные нагрузки.

Диагональные стропила или накосные ноги – самые длинные из всех

Определить их длину – сложности не представляет. Можно вновь воспользоваться теоремой Пифагора, то есть прибегнуть к помощи размещенного выше калькулятора. Диагональное стропило является гипотенузой с основанием, равным половине ширины здания d, и с высотой, равной длине центрального вальмового стропила L.

Прямоугольный треугольник с гипотенузой – диагональным стропилом

Lд = √ (L² + d²)

Несколько отличается, как мы видели из представленного выше калькулятора, и величина удлинения стропила для формирования карнизного свеса.

Шаг установки стропил и их сечение

Линейные размеры центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног известны. Теперь следует определиться с сечением доски (бруса) для их изготовления и шагом установки. Это величины – взаимосвязанные, и зависят от предполагаемых нагрузок на конструкцию крыши.

Пришла пора определиться с сечением материала для стропильных ног и с шагом установки промежуточных стропил

Суммарная нагрузка, выражаемая в килограммах на квадратный метр, складывается из нескольких величин. Это, прежде всего, вес самой конструкции крыши, с учетом кровельного материала, обрешётки, утеплителя и т.п. К этому добавляются временные нагрузки – давление выпавшего снега и ветровое воздействие. Кроме того, вероятны и нагрузки стихийного характера, трудно поддающиеся прогнозированию – ураганные ветры, сейсмические толчки и другие форсмажорные явления. На этот счет в конструкцию крыши вносится определённый резерв прочности.

Выпадающая на крышу нагрузка распределяется по стропильным ногам. Чем чаще они смонтированы, то есть чем меньше шаг их установки, тем меньше выпадает на каждый погонный метр стропильной ноги, и тем меньше в сечении может быть пиломатериал. Второй параметр, влияющий на сечение материала – это пролет стропильной ноги, то есть расстояние между двумя точками опоры.

Ниже расположена таблица, которая поможет определиться с требуемым сечением бруса для стропильных ног. Как ею пользоваться?

Исходной величиной является значение распределенной нагрузки на стропильную ногу (при промежуточном значении берется очередное в большую сторону). В этом столбце находят ячейку с длиной пролета стропила. Эта ячейка предопределяет строку, в которой, в правой части таблицы, указаны необходимые сечения бруса для изготовления стропильных ног. Обратите внимание, что при желании можно использовать и кругляк – в таблице указаны значения необходимого диаметра.

Расчетная величина распределенной нагрузки на 1 погонный метр стропильной ноги, кг/м	Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног
75	100	125	150	175	из доски (бруса)	из кругляка
толщина доски (бруса), мм	диаметр, мм
40	50	60	70	80	90	100
Планируемая длина стропил между точками опоры, м	высота доски (бруса), мм
4. 5	4	3.5	3	2.5	180	170	160	150	140	130	120	120
5	4.5	4	3.5	3	200	190	180	170	160	150	140	140
5.5	5	4.5	4	3.5	—	210	200	190	180	170	160	160
6	5.5	5	4.5	4	—	—	220	210	200	190	180	180
6.5	6	5.5	5	4.5	—	—	—	230	220	210	200	200
—	6.5	6	5.5	5	—	—	—	—	240	230	220	220

Например, при распределенной нагрузке на стропильную ногу в 150 кг/м и длине пролета 5 метров потребуется брус одного из сечений: 70×230; 80×220; 90×210 или 100×20, или же бревно диаметром 200 мм.

Теперь – как рассчитать распределенную нагрузку на стропила. Для этого есть особый алгоритм, учитывающий основные факторы воздействия на стропильную систему. Не станем в данной публикации приводить весь каскад формул и коэффициентов, а предложим воспользоваться калькулятором, в котором эти физико-математические соотношения уже заложены.

Калькулятор расчета распределенной нагрузки на стропильные ноги

Для расчёта понадобится несколько исходных величин:

Угол ската кровли – он нам уже известен.
Планируемый тип кровельного покрытия – от этого зависит постоянная весовая нагрузка на стропильную систему.
Значение снеговой нагрузки для данного региона – оно заложено в калькулятор в соответствии с зоной, которую можно определить по представленной карте-схеме:

Распределение территории РФ по степени снеговой нагрузки

Уровень ветрового воздействия. Также определяется зоной по карте-схеме, представленной ниже:

Распределение территории РФ на зоны по уровню ветрового давления

Высота здания в коньке.
Степень открытости участка ведения строительства. В калькуляторе указаны основные признаки для определения зоны, но следует иметь в виду, что наличие указанных природный или искусственных преград для ветра может учитываться только в том случае, если они находятся не далее, чем на расстоянии 30 × Н, где Н – это высота здания в коньке.

Наконец, шаг установки стропил. Эту величину можно изменять, подбирая оптимальное значение распределенной нагрузки. При этом принято учитывать, что если крыша будет утепляться, шаг установки стропил рекомендуется согласовать с размерами блоков (матов) термоизоляционного материала – так будет проще проводить монтаж и меньше останется отходов.

После того как значение распределенной нагрузки будет получено – можно заходить в размещенную выше таблицу для выбора сечения материала для центральных, промежуточных и диагональных стропильных ног.

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку «Рассчитать распределенную нагрузку на стропила»

Укажите угол ската кровли

Укажите выбранный тип кровельного покрытия

Определите по карте-схеме и укажите зону своего региона по уровню снеговой нагрузки

Определите по карте и укажите зону своего региона по уровню ветрового давления

Укажите зону расположения здания

Зона «А» — Открытая местность (степь, пустыня), незащищённые от ветров побережья крупных природных водоемов.

Зона «Б» — Пересеченные, лесистые участки местности с естественными преградами для ветра или с искусственными насаждениями, высотой до 10 метров, территории поселков и небольших городов.

Зона «В» — Плотная городская застройка, с высотой искусственных преград для ветра высотой 25 метров и более.

Укажите высоту конька крыши над землей

 

Ниже будет предложено ввести предполагаемый шаг установки стропил. Изменяя этот показатель, можно добиться оптимального значения распределенной нагрузки на стропильные ноги

Шаг установки стропил, метров

Шаг установки и длина укороченных стропил (нарожников)

После установки центральных, диагональных и промежуточных стропил остаются «незаполненными» треугольники, примыкающие к накосным ногам. Они в нашем случае абсолютно равны по размерам. Здесь подразумевается установка укороченных стропил или нарожников.

Расположение укороченных стропил основного ската и нарожников — вальмового

Укороченные стропила (нарожники) устанавливаются строго параллельно центральным, но крепятся верхним концом уже не на коньковый прогон, а на подкосную ногу. Соответственно, по мере приближения к углу стропильной системы их длина уменьшается.

Шаг установки их может соответствовать шагу промежуточных стропил, но это не является обязательным. Гораздо удобнее разделить длину незаполненного участка мауэрлата на несколько равных участков – так проще будет определиться с длиной заготовок.

Рассмотрим на примере:

Боковая проекция углового участка стропильной вальмовой системы

1 – мауэрлат;

2 – коньковый прогон;

3 – центральное и промежуточное стропила;

4 – диагональное стропило;

5 –укороченные стропила.

В данном случае оставшийся участок был разделен на три одинаковых отрезка, то есть предусматривается установка двух укороченных стропил. Длину каждого из них несложно определить, руководствуясь правилом подобия треугольников.

Длина центрального стропила L— известна. Основание второго треугольника ровно на треть меньше базовой длины d, таким образом, и длина первого укороченного стропила L1 будет также на треть короче.

L1 = ⅔ × L

Аналогично — и со вторым стропилом:

L2 = ⅓ × L

Если планируется установка трех стропил, то участок делится на четыре отрезка, четырех – на пять, и т.п.

Обратите внимание: несмотря на то, что треугольники по обе стороны диагонального стропила абсолютно одинаковые, количество укороченных стропил (нарожников) на боковом и вальмовом скате может различаться. Например, как показано на рисунке ниже, с боковых скатов устанавливается по две ноги, а с вальмовых – по три нарожника.

Схема крепления укороченных стропильных ног и нарожников на диагональном стропиле

Это удобно еще и с той точки зрения, что укороченные ноги не пересекаются в одной точке на диагональном стропиле. В противном случае были бы сложности в креплении, да и сама накосная нога не будет ослабляться из-за слишком большого количества крепежных элементов на ограниченном участке.

Обратите внимание еще на один нюанс. Рекомендуется к брусу накосного стропила с обеих сторон закрепить черепные бруски (сечением 50×50 мм). Это дает сразу две выгоды.

Во-первых, сам профиль накостного стропила приобретает тавровую форму, что способствует увеличению жёсткости конструкции, ее сопротивляемости на изгиб. Для диагональных ног – это особо важно.
Во-вторых, предельно упрощается прочное крепление укороченных стропил на накосной ноге. Дело в том, что здесь необходима подрезка стропил и по высоте, в соответствии с углом уклона крыши, и по ширине (под углом 45°) – для плотного прилегания к накосной ноге. Сделать это идеально точно без соответствующего опыта – непросто. А при наличии черепного бруска небольшие ошибки нивелируются, так как закрепляемые ноги получают еще и дополнительный упор снизу.

В связи с тем, что длина укороченных стропил последовательно уменьшается, сечение бруса для них может быть, в целях экономии, несколько уменьшено – это несложно рассчитать по тому же алгоритму, что приведен выше. Однако, довольно часто все стропильные ноги, без исключения, выполняют из одного типа материала.

При расчете длины укороченных стропил следует иметь в виду, что если они задействуются для создания карнизного свеса, то величина удлинения (расчет которой приводился выше) у них остаётся точно такой же, как и у центральных и промежуточных стропильных ног.

Материал и размеры дополнительных элементов системы

Выше были рассмотрены основные, определяющие элементы стропильной системы вальмовой крыши. Как уже говорилось, она может дополняться другими деталями, в зависимости от необходимости повышения ее прочности и стабильности, например, если расчетная длина стропил превышает допустимые величины, и приходится прибегать к сращиванию бруса или досок.

Основные усиливающие элементы были упомянуты и показаны на иллюстрациях в начале публикации. Размеры определятся по конкретному месту – здесь никаких точных зависимостей нет – исходят из соображений максимальной прочности конструкции, но безусловно, в рамках разумного, так как перенасыщение ее усилением приводит к избыточному весу всей системы и прямо противоположному эффекту.

Осталось определиться с материалом для их изготовления. Ниже приведена таблица, в которой указаны рекомендуемые пиломатериалы для различных дополнительных деталей системы.

Основные элементы стропильной системы	Сечение пиломатериала, мм
Мауэрлат	Брус 100×100, 100×150, 150×150, а иногда и более.
Стропильные ноги	Доска или брус с сечением по результатам указанных выше расчетов нагрузки
Прогоны, лежаки, коньковый брус	Брус 100×100, 100×150, 100×200.
Затяжки (ригели)	Доска 50×100, 50×150.
Стойки, детали шпренгельной опоры	Брус 100×100, 150×150.
Подкосы, кобылки	Доска 50×100.
Ветровые, торцевые и подшивные доски, ветровая балка	Доска 20×100, 25×150.
Обрешетка	Доска 25 ×100, 25×150 мм. Для сплошной обрешетки — фанера или ОСП от 12 до 15 мм

Шаг обрешетки выбирается в зависимости от типа выбранного кровельного материала и угла наклона скатов. Для мягкой битумной черепицы в любом случае должна быть выполнена сплошная обрешетка из влагостойкой фанеры или ОСП.

Какова будет общая площадь кровельного покрытия?

Осталось разобраться еще с одним вопросом – сколько составит общая площадь крыши. От этого зависит, какое количество кровельного материала, фанеры (ОСП) для сплошной обрешётки, утеплителя, рулонных пленочных и других  материалов придется приобретать для завершения строительства крыши.

Схема для расчета площади вальмовой крыши

Еще раз вспомним, что вальмовая крыша – это два трапециевидных ската, и два треугольных. Причем и у трапеции, и у треугольника – одинаковая высота, равная:

ΣL = L + ΔL,

то есть расчетная длина стропила плюс удлинение для создания карнизного свеса.

Ширина здания – D. Прибавим к нему с каждой стороны ширину карнизного свеса k, и получим основание вальмового треугольника.

Площадь треугольной вальмы:

sв = ½ × ΣL × (D + 2 k)

Так как вальмовых скатов – два, их суммарная площадь:

Sв = ΣL × (D + 2 k)

У трапециевидного ската высота такая же. Нижнее основание равно длине дома В плюс две ширины карнизного свеса k. Верхнее основание, то есть длина конькового пролета, как мы помним, равно В – (2 × d) = B — D

Вычисляем площадь одной трапеции:

sт = ½ × ΣL × ((В + 2 k) + (В – D))

Для двух скатов получается:

Sт = ΣL × (2 В + 2 k– D)

Осталось только просуммировать и упростить выражение:

ΣS = Sв + Sт = ΣL × (D + 2 k) + ΣL × (2 В + 2 k– D) = ΣL × (2 В + 4 k)

Это – точное значение площади вальмовой крыши с классическими пропорциями заложения конькового прогона.

Для удобства вычислений предлагаем воспользоваться калькулятором – он это выполнит быстро и точно:

Калькулятор расчета площади вальмовой крыши

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать площадь вальмовой крыши»

Длина здания B (по большей стороне), метров

Планируемая ширина карнизного свеса k от стены, метров

Рассчитанная длина центрального стропила L, метров

Рассчитанное удлинение стропила (длина кобылки) ΔL для формирования карнизного свеса, метров

Итак, надеемся, что читатель получил достаточно полное представление о стропильной системе вальмовой крыши. Можно самостоятельно провести основные расчеты, чтобы оценить сложность задуманной конструкции и ее материалоемкость. Браться ли за самостоятельное возведение – вопрос спорный, так как без наработанных плотницких навыков в данном случае не обойтись. Надо или быть совершенно уверенным в своих возможностях, или заручится помощью опытных помощников.

В завершение публикации – весьма познавательное видео, которое должно дополнить информацию о конструкции вальмовой стропильной системы:

Видео: полезная информация по стропильной системе вальмовой крыши

Вальмовая крыша своими руками — расчет крыши, монтаж стропильной системы и другие нюансы

Пример четырехскатной вальмы

Содержание:

Крыша — это один из самых важных элементов в любом доме. Она является опорой и защитой от разных не дуг, например: дождь, ветер, солнечные лучи и т.п.

 

Виды вальм

Самый простой и классический вариант вальмовой крыши — это когда она имеет два ската, а по торцам присутствуют фронтоны.

Данный вид отличается от других, своим строением. Такая крыша имеет два дополнительных ската, которые удалены от её торца.

А вальмовая называется потому, что скаты имеют треугольную форму, отсюда и пошло название. Но так же, существует несколько видов вальмовой крыши, всего их три:

Шатровая крыша. Данный вид использует только для квадратных построек.

Её особенность заключается в том, что все скаты равны. И самое главное то, что все вальмы должны расходиться в разные стороны под одинаковым углом, это обязательно.

Ломаная крыша. Данный вид крыши имеет тяжелую конструкцию, но при этом очень красивый и эстетичный вид. Состоит она и множества скатов, причём скаты эти разного размера. Что бы возвести данную крышу надо потратить немало усилий на расчёты. Но благодаря неоднократным постройкам профессиональных строителей, все расчёты сделаны заранее. В итоге ломаную крышу, можно устанавливать по готовым разметкам.

Полувальмовая — данный вид предназначает собой, укрыв верхней части ската, а не полностью, как обычно.

Первичная разметка вальмовой крыши

Разметка стропильной системы

Что бы построить вальмовую крышу, надо знать несколько аспектов, особенности её конструкции и все узлы соединения.

Конёк — это деревянный брус. Он располагается посередине и является крепежом, для всех деревянных деталей.

Угловые стропила. Выдерживают большой вес, в итоге изготовляются из такого же бруса, что и коньки. Крепятся с одной стороны к коньку, с другой к углу дома, случаются моменты, когда и выходит за угол здания.

Промежуточные центральные стропила. Берут свой ход от концов конькового бруса, после переходят по всем скатам и вальмам, и выходят на стены дома.

Промежуточные. Выполняют все те же функции, что и промежуточные центральные стропила, только данный вид не затрагивает вальма.

Короткие. К коньковому брусу никогда не крепятся. Бывают абсолютно любой длины. В свою очередь, крепятся они к угловым стропилам, причём, обязательно, всё должно быть под одинаковым углом.

Для построения вальмовой крыши очень важны некоторые пункты, а именно, расчёты, чертежи, разметка и т. п. Всё эти аспекты должны быть максимально точными и без погрешностей. Всё потому что именно от них зависит соотношение длины вальм и скатов.

Самая первая, проводимая линия — это коньковый прогон. Иными словами — это осевая линия, которая проходит по верхней части обвязки и торца дома.

Следующим шагом нужно равномерно поделить коньковый брус, и начать устанавливать первые элементы стропильной системы.

После чего, надо сделать место, где будет находиться остальные элементы стропильной системы. Для этого надо взять замерную рейку, один её конец приложить к уже готовым, размеченным линиям, а второй к боковой стене.

Чтобы рассчитать длину стропильного свеса, нужно следующие. Нужно взять рейку и расположить её с двух концов, а именно: один — на свес кровли, второй, на внешний контур стены.

Следует заметить, что расположены они будут межу двумя элементами: боковой стеной и верхней части обвязки.

Таким же способом необходимо работать и на остальных трёх углах. Это позволит узнать все размеры центральных стропил и торцы конькового бруса.

Есть один совет, который очень помогает. Так как абсолютно все элементы стропильной системы — треугольники, для всех выше перечисленных расчётов очень поможет теорема Пифагора.

Замерная рейка — зачем она нужна и как используется?

Таблица коэффициентов расчета промежуточного и углового стропила

Чтобы построить вальмовую крышу, нужно потратить немало усилий и желания. В том числе и сделать множество замеров и разметки.

Так вот, чтобы не путаться где что, все замеры предлагается записывать на мерку, данный инструмент, избавит любого человека от использования рулетки.

Бывают такие моменты, когда встречаются одинаковые размеры, и вот что бы не измерять их множество раз, нужна рейка.

Также она будет учитывать все погрешности и на деле уже будет без них. В итоге получаются абсолютно точные размеры, готовые для нанесения.

Чтобы всё получилось замерную рейку следует изготавливать из ДСП или бруса, но самое главное, чтобы толщина равнялась 5 см, это нужно для того, чтобы при замерах на большом расстоянии мерку было хорошо видно.

Так же, есть один очень важный элемент для точной разметки. И это таблица коэффициентов стропильной системы. По данной схеме можно определить длину стропильных ног, причём абсолютно точно.

И самое главное, при кровле вальмовой крыши, использовать данную таблицу — это обязательно. Всё потому, что она даёт очень точные расчёты.

Приведём пример расчёта

Для начала, следует измерить горизонтальную проекцию промежуточного стропила. После посмотреть данные в таблице и определиться, что дальше делать.

Измерять длину нужно обязательно по нижней линии. (от одного конца конькового бруса, до другого конца, его крепления)

Таким же самым образом находится длина свеса. Только тут ещё можно, по желанию, воспользоваться теоремой Пифагора: a²+b²=c², это при том, что а и b — горизонтальная и вертикальная линия.

Накосные угловые элементы вальма

Особенности накосных стропил и угловых элементов

В самом конце следует сделать разметку между угловыми элементами крыши и всеми промежуточными.

У вальмовой крыши есть свои особенности, а именно: она имеют косой срез, к которому крепится коньковый брус.

А вот, что касается конькового бруса, то он имеет два среза для креплений угловых элементов. Чтобы рассчитать накосное стропило надо сделать следующие:

Для начала, найти угол постройки, и от него начать отмерять длину до стропила.

В данном случае стропила — это произведение квадратов длин проекций центральных стропил.

Что бы узнать точную цифру, полученный размер нужно умножить на число — коэффициент (из таблицы) данная цифра и будет длина накосного.

Другие особенности возведения

Варианты опирания стропил

Один из самых важных и в тоже время, простых правил — это то, что коньковый бурс и все стропила должны быть изготовлены из одинакового материала.

К примеру, если коньковый брус 5 см, то и все элементы стропил должны быть 5 см.

Это нужно для того, что бы крыша была прочной на долгие года.

Иначе, со времен каркас будет проседать и деформироваться, а это вртяли кому то надо.

К тому же с одинаковыми размерами, будет очень легко делать все возможные замеры.

Помните: короткие стропила крепятся к угловым, а не так, как при возведении обычной крыши — к коньковому брусу. Но, также надо серьёзное внимание уделить углам коротких стропил, они должны совпадать полностью с углами остальных.

Что касается высоты, то, в принципе, она может быть абсолютно любой. Только вот, желательно, не очень низкой. Иначе в таком случае, придётся устанавливать дополнительную опору, которые будут держать крышу, а это дополнительное время и силы.

Чтобы вальмовая крыша стояла долгие годы, нужно использовать только качественный брус, высушенный и хвойных пород.

Это достаточно крепкий материал, который простоит долгие годы. Также нужно не забыть, про пропитку крыши, это нужно сделать обязательно, иначе она будет подвергаться природным неприятностям.

И последний совет, чтобы построить вальмовую крышу, нужно потратить немало усилий и времени, и то, это ещё не гарантирует успеха. Надо быть действительно профессионалом своего дела, чтобы получилось всё качественно.

Перед работой, обязательно нужно прочитать весь теоретический материал и быть в курсе всего.

По возможности найти помощников, которые смогут чем-то помочь.

расчет стропильной системы и площади кровли

Особенности конструкции четырехскатной вальмовой крыши

Название этого вида кровли происходит от торцевых треугольных скатов – вальм. Вальмовая крыша являет собой четырехскатную конструкцию, две части которой имеют форму треугольника и занимают пространство от коньков до карнизов, а две другие – трапецеидальной формы. Существует еще один подвид вальмовой крыши – полувальмовая кровля, которая формируется в том случае, если торцы не доходят до карниза и обрываются. У опытных строителей обычно не возникает трудностей с возведением этого вида крыш, но ее вполне можно установить самостоятельно, произведя правильные расчеты и учитывая предполагаемые нагрузки. Расчет вальмовой крыши – самый важный этап в ее возведении.

Конструкция вальмовой крыши.

Основой любой вальмовой кровли являются каркас и стропильная система, которые поддерживают всю конструкцию.

Следует помнить, что оптимальный уклон крыши зависит от климатической характеристики региона. Там, где ветрено, уклон должен быть минимальным, чтобы избежать нагрузки на несущие стены, и наоборот, для регионов с обильными снегопадами угол наклона должен быть увеличен, чтобы снег быстрее сходил с крыши. В сухих и жарких регионах уклон делают минимальным – 2-5 градусов, чтобы избежать перегрева.

Материал кровли тоже влияет на оптимальный угол наклона:

• крыша из наборных штучных материалов (шифера) требует минимального угла наклона в 22°;
• угол наклона крыши из рулонных материалов зависит от количества слоев: от 2 до 5° при 3 слоях и до 15° – при двух;
• минимальный угол наклона для кровли из профнастила – от 12° при условии дополнительной герметизации стыков;
• металлочерепица требует минимального уклона в 14°, мягкая черепица – 11° на сплошной обрешетке;
• покрывая крышу ондулином, можно ограничиться минимум 6°;
• мембранные кровли подходят для конструкций с любым уклоном.

Но увеличение уклона пропорционально увеличению суммарной площади и количеству строительных материалов. Поэтому, если речь идет о необходимости экономии, учитывайте это при составлении чертежа.

Короткие стропила соединяются с угловыми, а не с коньковыми брусьями, поэтому их уклон всегда соответствует уклону промежуточных стропил. Особое внимание следует уделять центральным промежуточным стропилам, которых будет три и которые соединяются между собой на каждом конце конькового бруса. Другие промежуточные стропила доходят к верхней обвязке и коньковому брусу.

Расчет каркаса вальмовой крыши

Схема расчета площади вальмовой крыши.

После тщательного ознакомления с конструкцией кровли следует рассчитать угол наклона стропильной системы. Тут на помощь придут знания, приобретенные в средней школе, ведь центральные промежуточные стропила, боковые грани вальм и стена дома одновременно будут сторонами равнобедренного треугольника, поэтому рассчитать их можно посредством теоремы Пифагора. Очень удобно изготовить для этого специальную 5-сантиметровую мерную рейку из фанеры, поскольку замеры можно производить непосредственно на ней.

Теперь следует разметить центральные стропила. Для этого на верхнюю обвязку торца положите изготовленную планку. Таким образом вы разметите горизонтальную проекцию промежуточных стропил, выступ стены для подреза опорной части и кровельный свес. Половина кровельной площади, которая доходит до проекции конькового бруса, будет формировать с центральными промежуточными стропилами прямоугольники, равный по площади с тем, о котором упоминалось выше. Так можно рассчитать угол наклона стропильной системы, используя коэффициенты расчета. Если, например, угол наклона крыши 3:12, то коэффициент промежуточного стропила будет 1,031, а углового стропила – 1,016. Если вы занимаетесь подобными расчетами довольно часто, можно сформировать таблицу коэффициентов для самых распространенных уклонов и пользоваться ею постоянно.

Строители используют разные способы для определения длины стропил, но использовать теорему Пифагора удобнее всего, ведь, пока крыша не готова, легче всего определить длину проекции центральных промежуточных стропил, а из этих данных вывести длину стропила. Таким образом, двигаемся по боковой стороне вальмовой части и определяем длину коротких стропил, которые с ней стыкуются. Стропила, находящиеся между центральными, имеют ту же длину, что и они.

Отличительной чертой углового стропила является больший уклон относительно стены, но рассчитать их можно, исходя из той же таблицы коэффициентов, зная угол наклона, или с помощью теоремы Пифагора.

Как рассчитать покрытие кровли

Полезные формулы для расчета площади крыши, чтобы определить необходимое количество кровельного материала.

Выше уже упоминалось, что угол наклона вальмовой крыши влияет на ее площадь и, соответственно, расход кровельных материалов, поэтому целесообразно будет произвести исчисления площади вальмовой крыши, чтобы предположить, сколько понадобится материалов.

Естественно, более точными такие расчеты будут после установки стропильной системы. Такая схема более приемлема для начинающих строителей, ведь только опытный конструктор сможет получить все данные на этапе проектирования кровли.

Итак, монтаж стропильной системы завершен. Следующий этап являет собой определение, из чего, собственно, будет состоять ваша кровля. Это зависит от финансовых возможностей, погодных условий территории, но обычно следующим после стропильной системы является гидроизоляционный слой, который предотвращает попадание влаги под кровельный материал и образование парового конденсата. Но не забывайте оставить зазор между слоем гидроизоляции и кровельным покрытием для вентиляции.

Погодные условия территории определяют необходимость теплоизоляции кровли. В России очень популярной стала минеральная вата, поскольку она продается в рулонах и не требует раскроя, но можно крышу утеплять и посредством плит, которые укладываются встык. Зная стандартные размеры плит и площадь крыши, легко можно расчитать необходимое количество материала. Иногда целесообразно под теплоизоляцию укладывать слой пароизоляции, но он накладывается в внахлест, поэтому учитывайте необходимость большего расхода материалов. Выбор материалов из большого изобилия предложенных на современном строительном рынке зависит от выбора основного материала для вашей крыши.

Иногда общая площадь кровельного материала может быть значительно больше самой кровли. Это зависит от того, что элементы накладываются внахлест или необходимо большое количество дополнительных элементов, например, ендовы, примыкания, которые стоят недешево. Для некоторых видов кровли требуется сплошная обрешетка, а пиломатериалы значительно влияют на общую стоимость.

Для вычисления площади кровли не лишними окажутся те же знания геометрии, тем более что необходимые параметры, полученные после установки стропильной системы, у нас уже есть. Общая площадь состоит из суммарной площади двух вальмовых треугольников и двух трапециевидных боковых плоскостей. Первую часть подсчитать довольно легко, исходя из обычной формулы равнобедренного треугольника:

S= 0,5ah, где h – высота фигуры, а а – это ее основание.

Площадь обеих трапеций определяют формулой:

S = h(a + b)/2, где b – основание трапеции, h – высота трапеции, a – длина вершины трапеции.

Можно разбить эти части каждую на два треугольника и один прямоугольник и использовать более простые формулы. Одна, выведенная выше, – для треугольника, а другая:

S = ab, где а – одна сторона прямоугольника, b – вторая его сторона, потом нужно суммировать полученные результаты. Для произведения расчетов на этапе проектирования потребуются еще более сложные формулы с необходимыми дополнительными замерами, например, нужен угол наклона, который еще не рассчитан. Очень удобно пользоваться готовыми калькуляторами. Но нельзя забывать, что площадь вычисляется не по краям здания, а по длине карнизов. Если технология укладки кровельного материала требует метода внахлест, к общему количеству его прибавьте еще 10 %, а если конструкция слишком сложная, то 15-20 %.

Профессионалы могут произвести необходимые расчеты площади быстрее и качественнее, но можно попробовать и самостоятельно покрыть дом, если знать некоторые важные моменты.

Стропильная система вальмовой крыши: схема, расчет, чертеж

При постройке любого современного здания одним из главных факторов является эстетический вид. Как ничто другое на общий вид сооружения влияет тип и конструкция крыши. Но функции крыши намного шире, чем просто украшение. Кровля защищает дом от проникновения влаги и сохраняет тепло. Существует большое количество типов крыш и стропильных систем.

Очень популярная у владельцев частных домов стропильная система вальмовой крыши. Схема, по которой возводятся кровли данного типа, позволяет обеспечить высокую надежность, долговечность и универсальность. Эти три фактора и являются показателем хорошей кровли.

Выбор материала для стропильной системы

До того как начнется сборка конструкции, требуется обратить внимания на качество используемого сырья, которое будет применяться для изготовления основных несущих элементов, ведь на них будет сосредоточена вся весовая нагрузка. В жилых домах предпочтительней использовать древесину первого сорта, в сараях, времянках и прочих хозяйственных постройках подойдет второй и третий сорт.

Заготовки с дефектами (сучками, трещинами) лучше отложить для запаса или вообще не использовать.

По ГОСТу допускается наличие 3 здоровых сучков на один погонный метр. Наличие небольших поверхностных трещин допустимо, если их количество невелико.

Деревянные несущие элементы должны быть толщиной минимум 5 см, максимальная длина 6.5 м. Если длины материалов не хватает, их можно соединять специальными пазами или с помощью накладок.

Особенности вальмовой крыши

Если проект кровли предполагает наличие двух больших трапециевидных скатов и двух коротких — это стропильная система вальмовой крыши, чертеж поможет лучше понять все нюансы.

Стропильная конструкция такого типа включает в себя несколько видов стропил: центральные, диагональные и угловые. Обязательно стоит учитывать климатические особенности до того, как начнет возводиться стропильная система вальмовой крыши. Схема должна учитывать силу ветров, атмосферное давление и материал для укрытия кровли. От этих факторов зависит высота и углы скатов крыши. Для максимальной точности вычислений можно использовать специальную программу или обратиться к специалисту.

Преимущества вальмовой крыши

• Такой тип крыш обладает максимальной устойчивостью к ветрам. Такой эффект достигается из-за отсутствия фронтонов, ветер скользит по поверхности.
• Угловые стропила упираются в балку конька и предотвращают даже малейшую деформацию.
• Свесы можно делать больших размеров для защиты стен от осадков.
• Крыша имеет привлекательный вид и способна украсить любую постройку.

Виды и особенности вальмовых стропильных систем

Являясь разновидностью скатных кровель, вальмовые крыши делятся на несколько типов:

• Шатровые. Крыши такого типа имеют четыре равных ската и подходят только для квадратных зданий.
• Ломанные. Состоят из разных скатов под разными углами. Монтаж таких конструкций — достаточно сложная задача.
• Полувальмовые. При такой конструкции вальмы не достают до низа, а прикрывают только фронтоны. Таким образом, малые скаты доходят до половины конструкции.

Помимо стандартных типов крыш, проект стропильной системы может предусматривать наличие дополнительных конструктивных особенностей:

• Стропильная система вальмовой крыши с мансардой – позволяет использовать чердачное помещение как жилую комнату. Такое решение очень актуально для владельцев одноэтажных домов. Мансарда позволяет до 2 раз увеличить функциональные квадратные метры дома. При составлении плана конструкции следует учитывать расположение окон и следить, чтобы это не повлияло на общую жесткость конструкции.
• Стропильная система вальмовой крыши с кукушкой придает крыше не только декоративный вид, но и дополнительные квадратные метры на мансардном этаже. Зачастую в таком выступе располагают окно, а это дополнительный источник освещения. Работы по созданию такой «кукушки» следует проводить внимательно, особенно тщательно нужно контролировать угол наклона и глубину вреза.
• Стропильная система вальмовой крыши с эркером предполагает использование дополнений к основной стропильной конструкции. Эркер — это выступ из стены в виде балкона или расширения комнаты, часто строится для улучшения освещения в помещении. Если высота такой пристройки равняется высоте здания, при постройке крыши это нужно учитывать. В виде эркера также может выступать вход в дом или веранда.

Пропорции

Замерная рейка — незаменимая вещь, особенно когда строится стропильная система вальмовой крыши. Схема использования такого инструмента достаточно проста, достаточно наметить на рейке часто используемые размеры.

Потратив на изготовление 5 минут, вы избавитесь от необходимости каждый раз производить измерения рулеткой. Сделать её можно из фанеры или рейки шириной около 5 см. Замерная рейка поможет соблюдать максимальную точность и нужные пропорции.

Изготовление стропильной системы вальмовой крыши

Перед началом изготовления стропильного каркаса очень важно вникнуть в главные элементы и изучить особенности их монтажа:

• конек располагается строго по центру постройки;

• формирующими элементами являются стропила, один конец которых крепится к коньку, а другой выходит за границы строения, образуя свес;

• центральный каркас идет от конька и выходит на стены;

• промежуточный каркас идет также от конькового бруса и отходит по скатам;

• короткие стропила применяются при обустройстве дополнительных элементов и мансардных окон.

Если хорошо разобраться в нюансах и тонкостях процесса, даже при самостоятельном возведении может получиться качественная стропильная система вальмовой крыши. Фото готового каркаса приведены в статье.

Разметка

Разметка конструкции проводится последовательно и зависит от этапов производимых работ:

1. В первую очередь с торца здания по верхней обвязке размечаются оси.
2. Вымеряется половина ширины конькового бруса и определяется положение первой детали в стропильной системе.
3. Рейка для замера прилаживается одним концом к размеченной линии, а другим — вдоль линии стены.
4. Для расчета длины свеса один конец устанавливают на внешний угол стены, а другой выпускают на свес. Остальные элементы высчитываются с помощью замерной планки с помеченным расстоянием для промежуточных стропил.
5. На остальных углах производятся такие же действия. Так высчитывается расположение торцовых стропил и конькового бруса.

Расчет

Когда запланирована или возводится стропильная система вальмовой крыши, расчет и правильно составленные схемы будут главными факторами успешно выполненного проекта. При самостоятельной постройке для расчетов следует обратиться к услугам профессионала, если такой возможности нет, то придется применять калькулятор для проектирования вальмовых стропильных систем.

При расчетах проекта берется такой показатель, как угол наклона скатов. Для вычисления расстояния, на которое будут фиксироваться промежуточные стропила, выбираем в качестве точки отсчета одно стропило. Расстояние от точки отсчета до угла дома должно полностью совпадать с его длиной.

Промежуточные стропила крепятся в равномерном порядке, а вальмовые бруса крепятся впритык к угловым.

Практический расчет

Здесь приведен пример того, как рассчитываются размеры составных частей. Это следует делать до или во время того, когда планируется стропильная система вальмовой крыши. Схема крыш является лишь примером, для каждого дома подходит только индивидуально созданный проект.

1. Замерной рейкой измеряется горизонтальное расстояние наклонного промежуточного стропила. По таблице расчетов крыш выбираем оптимальный угол наклона и смотрим результат произведения полученных данных.
2. Меряем длину стропил от конька до места крепления, учитывая выступ.
3. Определяется длина свеса суммой поправочного показателя плюс горизонтальная проекция.

Правильные углы среза стропил для крепления к коньку тоже высчитываются математическим способом, плотное прилегание угла к коньковой доске — залог крепкой конструкции.

Высчитываем длину углового стропила:

1. Вымеряется длина стропила без учета свеса.
2. Возведение проекций рядовых стропил в квадрат и будет общей проекцией.
3. Полученный результат умножается на поправочный коэффициент, и получается длина углового стропила.

Последовательность монтажа

Начало строительства стропильной системы начинается с крепежа мауэрлата, не исключением является и стропильная система вальмовой крыши. Особенности монтажа мауэрлата одинаковы для всех типов стропильных систем:

• Укладывать мауэрлат следует ближе к внутренней стороне стены, минимум 5 см от внешнего края.
• Сам брус должен надежно прикрепиться к стене здания.
• Крепление производится с помощью отверстий и анкеров.

Когда мауэрлат крепко закреплен, можно переходить к процессу установки конькового бруса. Нужно точно высчитать его высоту и правильно расположить относительно всех скатов, это залог долговечности кровли в целом.

После этого принимаемся за закрепление стоек. Крепятся они при помощи укосин под коньковым брусом. Все эти работы можно назвать начальным этапом.

После завершения начального приступаем к выполнению промежуточного этапа, при постройке четырехскатной крыши его начинаем с формирования боковых скатов. На данном этапе важно следить за параллельной установкой нарожников (полуног) в одной плоскости со скатами. Завершающим этапом является установка перемычек и подготовка к процессам укрытия кровли. Это основные этапы, по которым возводится стропильная система вальмовой крыши. Своими руками такой тип крыш можно возводить только при профессиональном составлении чертежей и расчетов.

Усиление конструкции

Обычно вальмовая конструкция крыши достаточно надежна и способна выдержать большие нагрузки. Но в случаях, когда проект кровли предполагает небольшой уклон, то снеговая нагрузка будет в разы больше чем при крутом скате, тогда стоит позаботиться об усилении всей конструкции. Укрепление происходит за счет шпренгелей или шпренгельных ферм.

Шпренгель — это брус, укладываемый на две соединяющиеся под углом стены. Такой брус служит основанием для вертикальных стоек, которые поддерживают стропила. Этот способ укрепляет нижнюю часть конструкции. Для усиления верхней части используют шпренгельные фермы.

Заключение

Вальмовая крыша подходит ко всем типам домов, основные сложности при её постройке вызывает стропильная система вальмовой крыши. Фото и схемы помогут подробно разобраться в вопросе тем, кто самостоятельно выполняет монтаж. Главное — вникнуть в технологию процесса и термины, употребляемые при строительстве.

Стоит внимательно отнестись к выбору материала. Одна бракованная деталь рано или поздно отрицательно скажется на состоянии стропильной системы.

Для правильного функционирования кровли помимо установки каркаса нужно произвести качественное утепление, паро-, гидроизоляцию и подобрать правильный материал для финальной устилки.

Калькулятор каркаса односкатной крыши Skillion

Беговые стропила:

Выделять

Беговые рейки:

Выделять

Положите устройство на наклонную поверхность и нажмите «Начать измерение», чтобы непосредственно измерить шаг.
Нажмите Stop + Calculate, чтобы зафиксировать текущий угол наклона и рассчитать крышу.Нажмите «Речь», чтобы непрерывно говорить об измеренном угле.

Birds-Mouth

Подробная схема стропил крыши Skillion со всеми размерами и отверстиями для птиц

Угол
Схема профиля односкатной крыши Scale
Skillion

? Выберите выходную дробь с точностью, десятичные дюймы или метрические миллиметры. Выберите и пересчитайте для отображения. Точность дроби Набор1/81/161/321/64Десятичный ДюймМетрическая

Все входные данные и размеры в дюймах являются фактическими физическими размерами в готовом виде (если не указано иное).

Все метрические данные в миллиметрах (если не указано иное)

Что мы думаем? — Это 2 разные вещи:

Счетчик — это устройство для измерения вещей, например, вольтметр или парковочный счетчик.

Метр составляет около 3′-3~3/8″

Хотя диаметр и периметр как измерения — похоже, не очень подходят

Если США когда-нибудь перейдут на метрическую систему, вы сможете использовать метр для измерения метров — метр метр

(А когда мы вернемся на Луну, пойдем в Метрику, а?)

Просмотр страницы на телефоне с помощью QR-кода

блокировщик.ком

?

Всегда показывать полное меню

Постоянное меню
?

Создание и печать полномасштабных PDF-файлов с диаграммами на этой странице (шаблоны)

?

На калькуляторах с ползунковым управлением перетащите вкладку ползунка, чтобы приблизиться, затем используйте клавиши курсора на клавиатуре ◄ ► для точной настройки.
Или Щелкните ползунок правой кнопкой мыши и используйте появившиеся стрелки вверх-вниз для регулировки. Щелкните правой кнопкой мыши еще раз, чтобы вернуться к ползунку.

Тонкая настройка
◄►

Справка по PDF и печати

SVG — Справка по G-коду ЧПУ

?
Скопируйте все диаграммы на этой странице в конец страницы — сделайте несколько копий, чтобы распечатать или сравнить результаты.

Сравните диаграммы

Помощь
Распечатайте эту страницу

Поделиться
↔ X поля

Каталог
Связаться с нами

🖩Калькулятор
Наверх ↑

Создали что-то с помощью этого сайта?

Пожалуйста, пришлите фото!

См. примеры

блокировщик.ком
Связаться с нами

Calculator Apps — Construction — Home Improvement — Remodeling — Renovation — Craft — Templates — Woodwork — Metalwork

Все калькуляторы на этом сайте только геометрические.
Ознакомьтесь с соответствующими местными нормами, чтобы узнать о подходящих размерах, расстояниях и всех технических требованиях.

Отказ от ответственности  | Политика конфиденциальности и файлов cookie

Copyright © 2021 — blocklayer.ком

Разметка и резка стропил Fast Jack

Работая строителем 45 лет, я научился ряду полезных трюков с каркасом. Одним из таких приемов является техника быстрого обрамления вальмовых крыш, в основном за счет упрощения процесса раскладки и обрезки нарожных стропил. Я предполагаю, что довольно много плотников измеряют и устанавливают натяжные стропила по одной за раз после того, как вальмовые стропила будут на месте. Это отнимает много времени и не нужно.Следующий метод поможет увеличить скорость установки и уменьшить количество резки и отходов материала при изготовлении домкратов для стандартной вальмовой крыши.

Заранее следует отметить пару вещей. Во-первых, вам нужно разложить нарожные стропила на плите в их соответствующих центрах, чтобы вы могли заранее определить их длину. Вам также необходимо проверить длину обычных стропил (обычно я отрезаю пару тестовых общих стропил и устанавливаю их на место, чтобы убедиться, что они подходят).После того, как я установил общую длину стропил, я могу установить скамейку и вырезать все домкраты и общие на земле без большого количества измерений и головных уборов.

Используя шаблон, сделанный из обычного стропила, я могу быстро разместить все домкраты на своем стропильном запасе. Я прослеживаю и вырезаю птичьи устья и концы стропил на обоих концах стропильного запаса за один раз. Затем я делаю вальмовые отвесные пропилы, где из одного пропила получаются два нарожных стропила. Эта система работает независимо от того, строите ли вы небольшую вальмовую крышу, подобную этой, или крышу-монстр с 40-футовыми вальмами и долинами.

Ремонт дома у бассейна, над которым я недавно работал, дал мне возможность продемонстрировать этот метод в небольшом масштабе. Моя компания добавила второй этаж и четырехскатную крышу к существующему одноэтажному домику у бассейна. Вальмовая крыша с шагом 7:12 обрамлена обычными и нарожными стропилами 2×6 с центральным расстоянием 16 дюймов, а также вальмами и коньком 2×8. У птичьего рта я поставил 3 ½-дюймовое седло, а для хвоста стропила — 12-дюймовый выступ с подфасцией высотой 2 ½ дюйма (вертикальный срез), что потребовало ровного среза в пятке.

Нажмите, чтобы увеличить

Чтобы выложить свои нарожные стропила, я использую шаблон, сделанный из обычного стропила. Таким образом, первым шагом в расчете истинной длины обычных стропил является корректировка прогона на толщину конька (см. «Определение скорректированного прогона», расчет выше ). Пролет этого здания составлял 15 футов 8 13/16 дюймов. Я вычел гребень 2×8 (1 1/2 дюйма), что дало мне скорректированный общий пробег 15 футов 7 5/16 дюймов.Я разделил это на 2, чтобы получить скорректированный пробег для обычных стропил в 7 футов 9 11/16 дюймов.

Нажмите, чтобы увеличить

Затем я рассчитываю длину обычного стропила с помощью приложения Construction Master на своем смартфоне (см. CM последовательность выше ). Результат здесь был 9 футов, 0-7/16 дюймов для длины моих обычных стропил. Как только это будет сделано, я могу вырезать обычные стропила и перейти к созданию шаблона стропила.

Чтобы выложить мою выкройку (см. иллюстрацию ниже ), мне сначала нужно определить, где длинные отвесные пропилы домкрата будут встречаться с бедром.Для этого обращаюсь к своему обрамляющему квадрату ( фото над ). Я использую «разницу в длине нарожных стропил на высоте 16 дюймов». в масштабе (фото , над серединой ), чтобы получить расстояние между центрами 18 1/2 дюйма для длинной точки на крыше 7:12 (фото , вверху справа ). Я мог бы использовать функцию «домкрат» в моем Construction Master, чтобы определить это расстояние, но я предпочитаю использовать квадрат каркаса — я считаю, что это быстрее; Кроме того, я могу физически разместить квадрат на шаблоне стропил, чтобы отметить мои длинные и короткие точки.

Нажмите, чтобы увеличить

Используя обычное стропило, я размечаю и вырезаю конек, птичью пасть и конец стропила, чтобы создать шаблон нарожного стропила (см. иллюстрацию , выше ). Начиная с верхнего конца стропила, я отмечаю центры в 18 1/2 дюйма — на 18 1/2 дюйма, 37 дюймов, 55 1/2 дюйма и т. д. — вдоль одного края шаблонного стропила ( показано на иллюстрации , вверху, и на фото , внизу справа ). При каждом измерении я отмечаю длинную и короткую точки для домкратов (см. иллюстрацию , деталь на вставке и фото , внизу слева ) язычком каркасного квадрата шириной 1 1/2 дюйма.Затем я нумерую каждую «коробку» макета от «1» до «5» для пяти домкратов, которые составят одну сторону угла этой вальмовой крыши.

Система вальмовых ферм | Тойиб

Среди крыш для частного дома хорошей способностью самоочищаться и выдерживать сильные ветровые нагрузки обладают вальмовые крыши. Помимо отличных технических характеристик, внешний вид таких конструкций безупречен. Однако стропильная система вальмовой крыши имеет достаточно сложное устройство и требует правильного расчета всех составляющих.Наличие грамотного проекта и кропотливая установка станут залогом красивой и прочной постройки.

Вальмовые крыши: фото конструкций интересной конструкции

Вальмовые крыши представляют собой вид крыш, состоящих из четырех скатов и благодаря своим конструктивным особенностям обладают большей устойчивостью к сильным порывам ветра. Объясняется это тем, что вместо фронтонов в домах с вальмовой крышей используются вальмы (наклонные треугольные скаты), за счет чего форма становится более обтекаемой, а сама крыша прочной.

Деревянный дом с четырехскатной крышей

Отсутствие фронтонов делает высоту дома с четырехскатной крышей визуально меньше, но в целом дом с такой крышей выглядит органично. Фото одноэтажных домов с вальмовой крышей свидетельствуют о том, что зачастую пространство непосредственно под крышей используется для обустройства уютной мансардной комнаты. Для освещения мансарды крыша имеет полноценные оконные конструкции.

Фото домов с вальмовой крышей иллюстрирует аккуратные внешние очертания крыши, в которых часто оборудуются мансардные окна.Это делает крышу красочной и интересной с точки зрения дизайна. Четырехскатные крыши обычно применяют для домов большой площади, основание которых образует прямоугольник. Если периметр дома имеет квадратную форму, то используется другой вид вальмовой крыши – шатровая.

Одноэтажный дом с шатровой крышей

Главная особенность четырехскатной крыши в том, что все ее скаты имеют одинаковую форму равнобедренного треугольника и одинаковый угол наклона. Все грани такой конструкции сходятся в одной верхней точке.Шатровые крыши актуальны и в домах, имеющих правильную форму многоугольника. Сколько сторон в многоугольнике, столько симметричных скатов будет на крыше. С архитектурной точки зрения такие конструкции не менее привлекательны.

Еще один подвид вальмовой крыши – полувальмовая крыша. Эта комбинация находится в том же дизайне модели фронтона и бедра. Для придания крыше обтекаемой формы фронтон накрывают небольшим треугольным скатом (полувальмой), длина которого укорачивается по скату.Такой вариант способствует тому, что коньковый элемент крыши становится недоступным для действия ветровых потоков. При использовании подкровельного пространства в качестве мансарды можно оборудовать окна во фронтальной части.

Вальмовые крыши с эркером выглядят исключительно. Эркеры добавляют романтичности и изысканности всей постройке дома. Можно встретить крышу с эркерами, пристроенную к основной конструкции или отдельно надстроенную над уступом стены. Основным недостатком таких крыш является сложность в проектировании и довольно дорогая установка.

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. Кровля подбирается с учетом уклона кровли, климата региона, особенностей материала. Кроме того, последнюю роль играет долговечность, эстетичность и стоимость самого покрытия.

Внимание! Использование листового рубероида в качестве покрытия палатки повлечет за собой изрядное количество отходов.

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

Современный дом с вальмовой крышей

Ключевые преимущества вальмовой крыши

Помимо оригинального дизайна, вальмовые крыши имеют ряд преимуществ, отличающих конструкцию от других моделей:

• отсутствие фронтонов способствует неуязвимости конструкции к сильным ветровым нагрузкам.Чем меньше уклон скатов крыши, тем меньшее влияние оказывает ветровое давление на стропильную систему;
• обтекаемая форма всех четырех скатов способствует устойчивости конструкции к любым видам осадков;
• по эффективности энергосбережения эта конструкция во многом превосходит двускатные крыши;
• Вальмовую крышу утеплять намного проще, так как теплоизоляционный пирог находится под скатами. В моделях с двускатными крышами требуется специальное утепление вертикального фасада, более восприимчивого к ветру;
• система накосных, центральных и наружных стропил обеспечивает надежную конструкцию, устойчивую к деформации под действием внешних нагрузок;
• в зависимости от уклона имеется возможность рационального использования пространства под вальмовой крышей для мансарды и обустройства окон в кровле.

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

Основными недостатками четырехскатных моделей являются сложность устройства стропильной системы вальмовой крыши и невозможность обустроить мансарду в моделях с небольшим уклоном. Однако при должном изучении чертежей вальмовой крыши и обдуманных строительных мероприятиях возведение таких конструкций становится выполнимой задачей.

Стропильная система вальмовой крыши: основные элементы

Каркас вальмовой крыши представляет собой коньковый брус и систему различных стропил.С учетом того, что скаты и вальмы имеют разный уклон, существует несколько видов стропильных ног. К основным компонентам конструкции относятся:

• Стропила угловые (наклонные) – основные несущие элементы конструкции, расположенные по углам каркаса. Подъемные стропила имеют меньший уклон относительно других промежуточных стропил;
• центральные стропила – крепятся к концам конькового бруса: по три элемента с каждой стороны. Их называют центральными промежуточными стропилами;
• промежуточные стропила – располагаются между центральными стропилами, берут начало от обвязки и заканчиваются на коньке;
• короткие стропила (напольные) – элементы крепятся одним концом к стропилам, а другим к обвязке.Стропильные фермы различаются по длине, но имеют одинаковый уклон;
• коньковый прогон – горизонтально расположенный ригель, служащий верхней опорой для вкосных и центральных стропил;
• Мауэрлат – балка, закрепленная поверх наружных стен. Он служит для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки стропильных ног. Мауэрлат является своеобразной основой стропильной системы и соединяет каркас крыши со стенами дома. Так как площадь крыши большая, такое звено позволяет кровле не «улетать» при сильных порывах ветра;

Внимание! Выбирая параметры мауэрлата, необходимо учитывать способность опорной балки обеспечивать устойчивость и надежность всей стропильной конструкции.

• подкос — наклонная балка, используемая в качестве подпорки для стропил большого пролета, воспринимающая горизонтальные нагрузки. С помощью подкосов можно перекрыть значительно больший пролет и сэкономить сечение основных несущих балок. В конструкции вальмовых крыш угол наклона подкосов составляет 45 или 60 градусов;

Стропила вальмовой крыши

• Затяжка – деревянный брус, выполняющий роль дополнительной опоры для стропил и не позволяющий им разойтись. Для затяжки обычно используют брус меньшего сечения, чем для стропил;
• Шпренгель – горизонтальные элементы, уложенные по диагонали в углах стен.Шпренгель выполняет роль опоры под стойку для накоса стропил. Такой элемент используется, когда нет технической возможности установить стеллаж на потолок;
• обрешетка – слой досок малого сечения, которые укладываются перпендикулярно поверх стропил. Выступает в качестве основы для кровли. Доски обрешетки укладываются с небольшим шагом (примерно одна доска). В местах ендовы или карниза обрешетка сплошная;
• контробрешетка – элементы, которые устанавливаются сверху и параллельно стропилам на обрешетку.Применяются для создания вентиляционного зазора между обрешеткой, гидроизоляцией и кровельным материалом;
• кобылка – небольшой отрезок доски, с помощью которого удлиняется стропильная нога для создания карнизного свеса. Он предназначен для отвода дождевой и талой воды со стен дома, а также для защиты цоколя и откосов от косых дождей.

Стропильная система вальмовой крыши

На фото стропильной системы вальмовой крыши видно, что коньковый прогон расположен 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 крыши по сложности конструкции превосходят обычные двускатные крыши. Это связано с трудностью точной стыковки всех четырех скатов под необходимый уклон. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника.При формировании стропильной системы основные трудности возникают при возведении вальмовой крыши.

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

Схема вальмовой крыши должна предусматривать форму поперечного сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса.Кроме того, чертежи стропильной системы вальмовой крыши отражают длину конькового прогона, высоту кровли, угол наклона скатов, ширину пролетов, способы усиления конструкции, особенности крепления. элементы.

Схема вальмовой крыши

Учитывая, что носовые стропила имеют большую длину и опору на наросты, они нуждаются в усилении. Для этого используется шпренгель, балка которого врезается в мауэрлат, а подкосная нога подпирается опорой.Для усиления стропильной системы практикуется использование ветровой балки. Его закрепляют 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 применяют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать меньшее сечение для стропил. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые препятствуют расставанию стропил. Если затяжки крепятся ближе к коньковой перекладине, они могут служить основанием для обшивки кровли мансардного этажа.

Полезный совет! Чем ближе к коньковому прогону крепятся многослойные балки, тем мощнее должна быть стропильная система.

В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность применения наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах окажется, что параметры балки не соответствуют требуемой нагрузке, можно использовать клееные или наборные стропильные балки. Эти модифицированные элементы значительно массивнее и могут иметь большую длину.

Стропильная система дома с вальмовой крышей

Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то применяют висячие стропильные ноги, опирающиеся только на две опоры (на две стены дома). При этом стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. В связи с тем, что стропила создают распирающую силу на стены, используется деревянная затяжка, которая соединяет стропила между собой. Обычно его устанавливают ниже основания стропильных ног.

При наличии в строении промежуточной несущей стены или средних опорных стоек применяется схема наслонных стропил.В этом варианте стропила опираются одним концом на наружные стены, а средней частью ног на столбы или внутреннюю несущую стену. При такой конструкции стропила работают на изгиб, как брус.

По сравнению с кровлей, где используются висячие стропила, конструкция со стропилами на опорах легче. На возведение такой крыши расходуется меньше материалов, что снижает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это бывает, когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая нет.Для установки крыши над такой конструкцией используются оба стропила.

Схема стропил вальмовой крыши со штоком применяется при необходимости увеличения карниза. В этом случае стропила будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опорой стропил на балки перекрытия такой элемент, как мауэрлат, можно полностью исключить из конструктивной схемы. Вместо них предлагается использовать деревянные выравнивающие подкладки.

Стропильная система вальмовой крыши с эркером

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

Стоит отметить, что самым сложным в строительстве домов данной архитектурной формы является проектирование и монтаж вальмовой крыши с эркером. Основное правило – эркерная крыша должна гармонично поддерживать основную крышу строения, формируя общий стиль.Соорудить эркер очень сложно, поэтому строить такой дом решится не каждый. Малейшая неточность в расчетах может привести к тому, что конструкция окажется ненадежной.

Конструкция вальмовой крыши с эркером различной формы

Форма крыши зависит от того, какую форму имеет выступ (округлый, многогранный, прямоугольный). Это может быть вальмовая, многощипцовая, двускатная конструкция или полусферическая крыша. Иногда над эркером возводят шпилеобразную крышу.

Практикуются два варианта крыши над эркером: самостоятельная крыша уступа или совмещенная с крышей основного строения. Для стропильной системы эркера используется материал с меньшим сечением, чем для стропильных ног основной конструкции крыши. Это связано с тем, что эти элементы будут воспринимать меньшую нагрузку.

Технология укладки кровельного покрытия над эркером идентична способу покрытия основной кровли. Рекомендуется использовать черепицу, так как для небольшого участка с несколькими скатами необходим материал, который бы оставлял минимальное количество отходов.Этому требованию 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. Они используются в строительстве двух типов – верхняя планка и нижняя. Один закроет неэстетичные участки, другой будет сливать осадки. Кроме того, профессионалы не советуют экономить на крепеже (шурупы, гвозди, шпильки, пластины).Их необходимо приобретать в нужном количестве и хорошего качества.

Полезный совет! Для повышения надежности проблемных мест вальмовой конструкции с эркером в этих местах следует использовать герметик и герметик.

Об особенностях конструкции вы можете узнать из видео монтажа вальмовой крыши с эркером.

Вальмовая металлочерепица с эркером

Вальмовая крыша своими руками: чертежи и фото, эскизы и расчет конструкции

Прежде чем приступить к строительству вальмовой крыши своими руками, необходимо выполнить чертежи и сделать правильный расчет всей конструкции.Нелишним будет обратиться за помощью к специалисту, который имеет опыт работы в этой сфере и сможет оптимально подобрать угол наклона и произвести расчет. Учитывая, что конструкция крыши может содержать ломаные линии и неровности, точно рассчитать все составляющие элементы будет сложно.

Советы по рисованию и черчению

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

• должен измерять высоту, длину и ширину дома. По полученным данным зарисуйте фасад и торец дома в удобном масштабе. Такие наброски необходимо делать в нескольких экземплярах;
• при определении оптимальной высоты вальмовой крыши по отношению к дому и уклона скатов крыши необходимо отобразить на одном из эскизов несколько вариантов контура крыши.Далее следует выбрать наиболее удачный, и с помощью транспортира определить угол наклона скатов будущей конструкции;
• Следующим этапом будет нанесение на макет разметки положения стропил крыши – в этих местах отмечаем точки. Разделите длину стены, указанную на схеме, на равные отрезки – это будет шаг между балками. Она может быть от 40 см до 2 м. Но необходимо учитывать, что довольно часто установленные стропильные ноги повлекут за собой перерасход материала, а большой шаг между стропилами вызовет применение элементов усиления конструкции;
• при определении длины конька необходимо учитывать, что прогон должен связывать пару стропильных ног.На одном из эскизов необходимо отметить равные отрезки от каждого края стены;
• полученные схемы переводятся в общую схему, после чего можно рассчитать количество необходимого материала. Длину стропильных ног определяют по внешней стороне, исходя из длины карнизных свесов (около 50 см).

Полезный совет! Чтобы конструкция крыши была прочной и долговечной, необходимо приобрести хорошо просушенные пиломатериалы.

Проект вальмовой крыши, где А1 — ширина основания, А2 — ширина фундамента, В — высота подъема, С — длина свеса, D — длина основания

По количеству стропил ножки, можно рассчитать количество креплений. Для всех узловых креплений будут использоваться гвозди. На каждую стропильную ногу приходится по два монтажных уголка. При заготовке материала следует делать небольшой запас на случай порчи материала. Если дом из кирпича или блоков, необходимо приобрести брус для устройства мауэрлата.

Выбор угла наклона

При определении угла наклона вальмовой крыши следует учитывать климатические условия, в которых ведется строительство. Если климат жаркий, сухой и ветреный – уклон должен быть минимальным во избежание перегрева и дополнительной нагрузки. В районах с обильным снегопадом – уклон увеличен 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 применяется для скатов крыш от 13 до 60 градусов.Если угол наклона меньше 13 градусов, то в стыки будет просачиваться влага, а зимой будет выпадать снег. Это приведет к значительному сокращению срока эксплуатации кровли;

Керамическая плитка

• – оптимальный наклон для этого материала: от 30 до 60 градусов. При укладке черепицы с уклоном менее 25 градусов следует принять меры по улучшению вентиляции и гидроизоляции;

металл

• – при укладке этого материала максимальный угол наклона не нормируется, минимальный – 15 градусов;

Черепица

• – покрытие применяется для крыш с уклоном более 12 градусов.Максимальный показатель угла наклона не ограничен. Материал идеально повторяет форму любой поверхности;

Битумный шифер

• – листы этого материала используются с уклоном 5 градусов. Максимального значения нет, однако шаг обрешетки будет зависеть от угла наклона, а при уклоне от 5 до 10 градусов нужно обустраивать сплошной настил;

Фальцевая крыша из стали

• – укладывается под углом 20 градусов. Ограничений по максимальному углу нет.

Увеличение угла наклона способствует увеличению площади кровли, что повлечет за собой дополнительные затраты на стройматериал.Поэтому, если принципиально важна экономия материалов, то это следует учитывать при составлении чертежей.

Особенности расчета площади вальмовой крыши

Для определения необходимого количества кровельного материала для покрытия вальмовой крыши необходимо рассчитать площадь поверхности, подлежащую покрытию.

Расчет площади вальмовой крыши частного дома

Для расчета потребуются следующие данные:

• учитывают слуховые окна и дымоходные трубы, так как их наличие обязывает увеличить расход кровельного материала;
• определяет длину ската от низа конька до края карниза;
• расчет стен брандмауэра, парапетов, свесов и других элементов;
• в расчете не учитываются примыкание полотен, стоячие складки, выступающие элементы решеток.

Полезный совет! Если для покрытия будет использоваться рулонный материал или металлочерепица, при определении площади поверхности необходимо уменьшить длину скатов кровли на 70 см.

Чтобы получить точные данные о площади кровли, можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться современными программами, которые произведут максимально точный расчет. Но если все-таки вы решили сделать это самостоятельно, вам нужно условно разделить всю поверхность на отдельные элементы, площадь которых легко вычислить математически, а затем сложить полученные значения.

Чем точнее определена площадь, тем ниже вероятность приобретения излишков материала и нерационального расходования финансов. Количество необходимых для строительства материалов должно быть зафиксировано еще на этапе проектирования одноэтажного дома с вальмовой крышей. В стоимость этих материалов входит и кровельное покрытие, поэтому стоимость строительства дома в целом зависит от правильного расчета площади поверхности кровли.

Двухэтажный дом с вальмовой крышей

Для расчета площади необходимо использовать план вальмовой крыши.Также необходимо учитывать технические характеристики кровельного покрытия (толщина, длина) и способы его монтажа. Толщина материала влияет на вес покрытия и зная длину и ширину материала можно оформить его с наименьшим количеством отходов и соединительных линий.

Для наглядности можно проанализировать использование керамической или гибкой черепицы в качестве кровельного материала. Керамическая плитка является тяжелым материалом и в 5 раз более эластична по весу.Под монтаж гибкой черепицы не требуется стропильная система и частая обрешетка, однако необходимо подложить под нее сплошную фанеру или другой материал. Поэтому, чтобы определить стоимость всей конструкции и выбрать наиболее выгодный материал, необходимо рассчитать вальмовую крышу.

На итоговую стоимость строительства, несомненно, будет влиять площадь вальмовой крыши, но также стоит учитывать сложность возведения самой конструкции, особенно если речь идет об обустройстве мансарды.На сложность расчета повлияют такие элементы, как слуховые окна, вентиляционные отверстия, дымоходы и т.д.

Например, можно рассчитать площадь четырехскатной вальмовой крыши. С чертежом крыши расчеты намного удобнее и требуемые значения будут точнее. На схемах видно, что основой для крыши служит прямоугольник, два ската – равнобедренный треугольник, два других – трапеция.

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

В этом случае тангенс угла наклона треугольной грани равен отношению h (высоты крыши) к ½ значения b (длина основания треугольника).Итак, высота крыши определяется выражением:

h = (b тангенс α) / 2.

Длину боковой стропильной ноги (д) можно определить по углу наклона:

е = b/2 cos α.

Используя теорему Пифагора, мы можем определить длину носовых стропил (d):

Суммарная площадь всей крыши рассчитывается путем суммирования площадей всех составляющих элементов поверхности вальмовой крыши, а именно четырех треугольников и двух прямоугольников:

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

Если вы хотите рассчитать площадь вальмовой крыши на квадрат дома, то ее значение будет равно сумме площадей четырех треугольных скатов.

Калькулятор площади вальмовой крыши

В связи с тем, что не все могут самостоятельно рассчитать все параметры кровли, сайты компаний, специализирующихся на строительстве крыш и продаже кровельных материалов, предлагают воспользоваться онлайн-калькулятором. С его помощью можно узнать точное количество пиломатериалов, утеплителя и кровельных материалов, а также рассчитать длину и сечение стропил для строения выбранного типа.

С помощью онлайн-калькулятора с чертежами и схемами для расчета вальмовой крыши можно определить, насколько оптимален уклон скатов относительно кровельного покрытия, выдерживает ли сечение бруса существующие ветровые и снеговые нагрузки на стропила системы в вашем регионе.

Перед расчетом вальмовой крыши с помощью программы необходимо заполнить предложенные поля калькулятора: длина и ширина основания, уклон крыши, длина бокового и торцевого свесов, ширина, толщина , и шаг реек, укажите породу дерева и шаг для стропил.Кроме того, для расчета нагрузки вводятся данные о регионе и типе местности.

Полезный совет! При работе в программе обратите внимание, что перед каждым заполненным полем стоит знак «?» Значок. Нажав на нее, вы можете найти пояснения к конкретному входному параметру.

Конструкция вальмовой крыши

После обработки введенных данных онлайн-калькулятором вы получите информацию о соответствии указанного вами уклона нормам используемого кровельного покрытия.При обнаружении несоответствия программа предложит варианты замены. Кроме того, вы получите данные о высоте подъема, длине конька вальмовой крыши, весе кровельного покрытия, количестве рулонного материала с учетом длины и ширины рулона, а также необходимого нахлеста во время установки.

В выводы калькулятора входит также площадь поверхности крыши (сюда будет входить сумма площадей всех скатов, включая свесы необходимой длины), количество кровли, кровельный материал, который потребуется для возведения крыши.Расчетное значение максимальной нагрузки на стропильную систему учитывает конструкцию крыши, вес кровельного пирога и введенные данные о снеговой и ветровой нагрузках.

Кроме того, программа рассчитает стропильную систему вальмовой крыши: предоставит информацию о количестве и размерах боковых и диагональных стропил, а также предложит рекомендуемый размер минимального сечения для стропильной системы, выбор из которых обеспечит конструкции необходимую прочность.
Используя данные калькулятора по оптимальному количеству рядов и досок обрешетки, можно избежать возможного перерасхода средств, а также временных затрат на излишнюю обрезку пиломатериала. Кроме того, вы получите информацию о количестве досок в кубометрах и килограммах.

Вальмовая кровля своими руками инструкция

Сборка стропильной системы вальмовой крыши – задача не из легких, но при строгом соблюдении проекта и практических советов профессионалов можно самостоятельно справиться со строительством.Залог качественного монтажа – максимально правильный расчет и точная схема, следуя которой можно сделать правильные врезы стропильных ног и установить все элементы конструкции.

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

• промежуточные стропильные ноги имеют более крутой уклон, чем носовые стропила. В связи с этим для них используется доска с параметрами не менее 5х15 см;
• крепление коротких стропил производится не к коньковому прогону, а к скосным элементам.Углы наклона коротких и промежуточных стропильных ног совпадают;

Пиломатериал

• , применяемый для коньков и стропил, должен иметь идентичное сечение. При соблюдении этого правила строительства будет обеспечена надлежащая долговечность. В противном случае высока вероятность деформации;
• промежуточных стропил крепят к краю конькового бруса и к верху обвязки;
• высота вальмовой крыши может быть любой, однако, если уклон совсем небольшой, следует использовать дополнительные стойки;
• для продления срока службы вальмовой конструкции необходимо использовать пиломатериалы хвойных пород, предварительно просушенные и не имеющие дефектов в виде сучков и трещин.Кроме того, перед началом работ все деревянные элементы обрабатываются антисептическими составами.

Разметка будущей конструкции

Строительство вальмовой крыши начинается с разметки объекта.

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

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

Полезный совет! Во избежание ошибок при разметке объекта рекомендуется использовать специальную измерительную рейку, на которой будут отмечены все необходимые размеры. Его можно вырезать, например, из полоски фанеры. Рекомендуемая ширина рейки 5 см.

Шаг 3.  Прикрепите рейку одним концом к намеченной линии, а другой разместите вдоль боковой стены. Так можно наметить расположение промежуточных стропильных ног.

Шаг 4.  Для определения длины стропильного свеса необходимо расположить брус одним концом на внешнем углу, а другим на свесе крыши.

Шаг 5.  Для определения положения центральной стропильной ноги необходимо переместить разметочную планку на край боковой стены и зафиксировать положение центрального элемента стропильной системы.

Эту процедуру следует применить ко всем четырем углам конструкции. Таким образом, будут намечены места установки промежуточных стропил и концов конькового прогона.

Конструкция стропил вальмовой крыши

Расчет стропильной системы

После разметки необходимо произвести расчет стропильной системы.

Шаг 1.  С помощью рейки необходимо определить горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги. По таблице норм найдите подходящий для вашего случая уклон крыши и перемножьте значения.

Шаг 2.  Измерить длину стропильной ноги, при этом измерение производить по линии низа от точки отбора проб на коньковом прогоне до отбора проб у основания ноги.

Шаг 3.  Для определения длины свеса необходимо умножить значение горизонтальной проекции стропил на поправочный коэффициент из таблицы пропорций.

Таблица пропорций и поправочных коэффициентов:

Скат крыши	Коэффициент для угловых стропил	Коэффициент для промежуточных стропил
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

Полезный совет! В расчетах можно использовать теорему Пифагора, в которой с² = а² + b², где а и b — вертикальная и горизонтальная проекции соответственно.

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

Расчет стропил производится в следующей последовательности:

• с одного из углов домостроения определяется длина стропильной ноги;
• рассчитывается проекция, величина которой равна сумме квадратов проекции центральных стропил;
• полученное число умножается на поправочный коэффициент из таблицы.Это будет длина стропил.

Деревянная система стропил вальмовой крыши

Установка стропильных ног

Далее выполняется установка стропильных ног.

Шаг 1.  Сначала устанавливается коньковая балка, которая фиксируется на опорных стойках. Элементы крепятся к центральной балке путем установки распорок.

Шаг 2.  При установке наклонных стропил убедитесь, что длина всех элементов одинакова. Тщательно соедините вальмы, наклонные стропила и коньковый брус.

Шаг 3.  После установки носовых ног следует приступить к установке рядовых стропильных ног, которые располагаются с шагом около 60 см. Неподвижные стропила крепятся к мауэрлату и коньку путем врезки. Для закрепления крепления используйте стяжки и перекладины.

Полезный совет! При установке рядовых стропил следует избегать контакта со шпильками, которыми мауэрлат крепится к торцам стен.

Шаг 4. Далее к стропильным ногам крепятся короткие стропила (нарожники). С помощью наружных элементов стропила крыши будут соединены с мауэрлатом. Положение рядовых и наружных стропил должно быть перпендикулярно коньковому брусу.

Усиление конструкции стропил вальмовой крыши

Есть несколько вариантов усиления конструкции крыши:

• По углам конструкции по диагонали монтируются фермы с вертикальным подкосом, которые будут выполнять роль дополнительной опоры для накоса стропил.Фиксируется шпренгель к мауэрлату;
• на натяжной доске есть стойки, которые будут опорами для промежуточных стропильных ног;
• , если наклонная стропильная нога длинная, используйте для ее изготовления клееный или наборный брус.

Вентиляционное устройство

Важным этапом строительства вальмовой крыши является устройство вентиляции. Кровля подвергается разрушительному воздействию не только снаружи, но и изнутри, где может происходить конденсация влаги.Это происходит из-за разницы температур между наружной и внутренней поверхностями кровли. Качественная вентиляция подкровельного пространства позволит сохранить поверхность крыши на долгие годы.

Для обеспечения надлежащего уровня вентиляции подкровельного пространства необходимо устроить отверстие в ветрозащитной пленке для доступа воздуха. Он должен располагаться на небольшом расстоянии от конькового прогона. При использовании древесины для ветровой подшивки ее укладывают с зазором до 3 мм. В случае использования пластикового материала – практикуйте перфорацию.

Для тех случаев, когда ветрозащита кровли монтируется без зазора, в нее можно врезать обычные вентиляционные решетки диаметром 50 см. Их следует располагать по всей длине ветрозащиты на расстоянии около 80 см друг от друга. После выполнения этих работ можно приступать к обустройству утепления, гидроизоляции и укладке кровельного материала.

Изготовление тазобедренного сустава – технически сложный и кропотливый процесс. Выполнять работу стоит, если у вас достаточно времени, опыта и знаний в этой области.Любая неточность может привести к неразумному расходу материалов и удорожанию строительства. Если вы сомневаетесь в своих силах, будет уместно обратиться за помощью к настоящим профессионалам.

обзор вальмовых и вальмовых конструкций Обшивка 4-х скатной крыши

Шатровая крыша считается довольно сложной и материалоемкой конструкцией, возводить которую своими руками берутся немногие домовладельцы. Но если вы решили строить самостоятельно, сначала пройдите подготовительный путь — изучите теоретические материалы, в том числе изложенные в этой публикации.Затем соберите макет стропильной системы в небольшом масштабе, чтобы разобраться в узлах, нюансах их изготовления и расчете количества бруса. Итак, предлагаем сделать первый шаг и рассмотреть…

Конструктивные особенности

Этот тип конструкции крыши, показанный на фото, представляет собой обычную двускатную крышу, но без вертикальных фронтонов. Вместо них по бокам здания делаются 2 дополнительных ската – вальмы с другим углом ската.

Ссылка.Если все 4 плоскости наклонить под одинаковым углом, то получится другой тип крыши – вальмовая крыша. Поскольку его скаты сходятся в одной точке в виде купола, конек как таковой отсутствует.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из следующих элементов (приведены на схеме):

• мауэрлат, станина — мощная обвязочная балка, устанавливаемая на верхнюю плоскость стен по периметру здания и внутренних перегородок;
• скатов крыши образуются за счет наклонных балок, установленных через расчетный интервал, — стропильные ноги;
• вместе с элементами жесткости — затяжками, стойками и раскосами — стропила образуют фермы крыши;
• прогон коньковый — брус, соединяющий верхние точки ферм;
• в некоторых конструкциях нижняя часть стропильных ног удлиняется за счет дополнительной детали — кобылки.

Вальмовые стропила

устанавливаются по линии схождения плоскостей, опирающихся на углы здания. Их уклон совпадает с углом основных скатов. А вот торцевые стропильные ноги, называемые стропилами, образуют более крутые или пологие скаты по бокам дома.

При строительстве 4-х скатных крыш применяют 2 вида ферм — висячие и наслонные. В первом нижний пояс (затяжной) опирается только на наружные ограждения частного дома, поэтому ставить их на слишком длинные пролеты нерационально из-за повышенного расхода материалов на ребра жесткости.Устройство висячей фермы смотрите на чертеже:

Преимуществом многослойных конструкций является возможность опираться на капитальную межкомнатную перегородку и перекрывать большие пролеты без увеличения расхода материала. На эти фермы стоит обратить внимание начинающим кровельщикам, так как они надежнее и проще в установке.

Если на мансардном этаже планируется устроить жилую мансарду, то угол наклона основных скатов увеличивается, а ферма получает 2 опоры в виде стоек, образующих стены помещения.Эти детали принято ставить на кровати или балки перекрытий деревянного дома. Перекрытия мансардного помещения формируются благодаря горизонтальным связям, соединяющим стропила сверху, как это сделано на схеме:

Устройство вальмовой крыши пошагово

Как и любое серьезное сооружение, вальмовая крыша своими руками возводится в несколько этапов:

1. Создание проекта с расчетом несущих конструкций.
2. Лесоматериалы и другие кровельные материалы.
3. Монтаж стропильной системы.
4. Укладка покрытия с утеплением (при необходимости).

Консультации по дизайну. Чтобы вам не пришлось беспокоиться о надежности здания, настоятельно рекомендуется доверить проектные работы инженерам, невзирая на финансовые затраты. Они рассчитают все параметры — шаг установки стропил, их сечение, количество подкосов и затяжек в соответствии с погодными условиями вашего района.

Выше в качестве примера показан чертеж четырехскатной крыши с наслонными фермами, перекрывающими 2 пролета по 4,5 м. Длина основных стропильных ног 6 м, высота конька 4 м, угол наклона 41°. Эту конструкцию можно взять за основу, если ширина здания не превышает указанной на чертеже (9 метров). Учтите важный момент: чем больше наклонены бедра, тем большую нагрузку испытывают женщины и центральный коньковый узел, на который они опираются.В данном примере бедра лучше располагать под углом 45-50°.

Самое сложное при возведении вальмовых крыш – правильная установка узлов сращивания угловых стропил с мауэрлатом и верхним поясом ферм в разных конструкциях. Это еще одна причина проконсультироваться с проектировщиками, которые разрабатывают стыковые соединения индивидуально. Чтобы вы понимали, о чем идет речь, приводим чертежи верхнего опорного узла, где вальмовая стропильная нога примыкает к коньку.

В некоторых проектах не предусмотрено изготовление и установка конькового прогона между фермами. Затем вальмовые ребра крепятся к затяжке и дополнительным распоркам, как предписывает чертеж:

Узел нижней опоры на мауэрлат и сращивание стропил выглядит несколько проще, хотя в действительности требует тщательной распиловки досок под разными углами, что и отражено на схеме.

Для наглядного ознакомления с более сложной системой, где вальма совмещена с эркером, предлагаем посмотреть обучающее видео:

Подбор пиломатериалов

Перед изготовлением стропильной системы вальмовой крыши следует выбрать качественную и просушенную древесину.По соотношению цена – качество наиболее подходящим вариантом является хвойное дерево – ель, лиственница или сосна. Недопустимы выраженная узловатость, гниль и следы жизнедеятельности насекомых — вредителей.

Представляем самые «популярные» размеры пиломатериалов, используемых для поэтапного возведения вальмовых крыш:

• основное стропило — одинарная доска 50 х 200 мм или двойная 40 х 150 мм;
• Мауэрлат: минимальное сечение – 100 х 150 мм, оптимальное – 20 х 20 см;
• жен — доска 5 х 15 см;
• прогоны — брус 50 х 150 или 50 х 200 мм;
• подкосы, ригели — доска толщиной от 25 до 50 мм;
• стойки — брус 5 х 10 см.

Набор монтажных планок и уголков тоже не будет лишним.

Примечание. Если инженеры-проектировщики рассчитают вам кровельные конструкции, они также составят спецификацию всех материалов с размерами.

Традиционно для обрешетки под укладку профнастила или металлочерепицы используют доски толщиной 25-32 мм, а для контробрешетки – бруски 5 х 5 см.

Монтаж обвязочной планки на стены

В отличие от двускатных крыш, где мауэрлат устанавливается на боковые стены, под вальмы обвязка делается по всему периметру.Исключением являются каркасные, бревенчатые и бревенчатые дома, где в роли мауэрлата выступает верхний прогон стены или последний ярус бревен. Затем в нем делаются пазы, куда вставляются стропильные ноги, как показано на фото.

На стенах из легкого ячеистого камня — газобетона и пенобетона — перед укладкой трубопровода устраивается армирующий железобетонный пояс. В него втапливаются монтажные штифты, на которые впоследствии надевается обвязочная планка. Пошаговый порядок работы выглядит так:

1. Монтаж щитовой опалубки, обвязка армокаркаса закладными деталями и заливка пояса бетонной смесью М200.
2. Гидроизоляция бетонной поверхности рубероидом или битумной грунтовкой.
3. Установка штанги и ее фиксация на штифтах.

Угловые соединения мауэрлата выполняются врубкой пополам дерева. Таким же образом наращивают брус в длину, если стандартного размера в 6 м недостаточно. Также по углам делаются горизонтальные подкосы, либо вбиваются железные скобы, не позволяющие брускам разойтись под нагрузкой основных и вальмовых стропил.

Консультация. Обязательно обработайте все деревянные части антисептиком и антипиреном. Один защищает древесину от гниения, а второй повышает ее огнестойкость.

Сборка стропильной системы

Большие стропильные фермы принято устанавливать на месте, потому что для их подъема с земли потребуется в два раза больше рабочих. В деревянных домах первым делом устанавливают все балки перекрытия, а по ним устраивают временный настил.Для установки высокого конька также понадобятся строительные леса.

Поэтапная сборка конструкции вальмовой крыши выполняется в следующем порядке:

1. Как и при возведении двускатной крыши, первым делом необходимо разместить центральные опоры, на которые крепится коньковый прогон.
2. Осуществляется установка основных стропил, которые обрезаются сверху и снизу под нужным углом. По коньку противоположные стропильные ноги выводятся в одну плоскость и крепятся стальными пластинами на саморезы (желтые, а не черные).Балки крепятся к мауэрлату уголками.
3. После установки основных ферм стяните их ригелями и подкосами по чертежам, используя для крепления болты.
4. Установить ребра — крайние вальмовые стропила. Их соединение с коньком и обвязочным брусом осуществляется по одной из предложенных выше схем.
5. Отпилите и прибейте бусины к раме. Каждая из них срезана под разными углами, определяемыми замером в 4-х точках (по каждому краю доски).
6. При необходимости закрепить кобылку для обеспечения свеса 0,5 м и подшить карниз досками.

Консультация. Так как ребра вальм длинные, их нужно удлинить и установить дополнительные опоры. Стык делайте возле конька, где нагрузка на крышу меньше, а опоры монтируйте ближе к мауэрлату.

Как в реальности крепятся элементы вальмовой конструкции смотрите в следующем видео:

Нанесение финишного покрытия

Эта завершающая операция выполняется по традиционной технологии, включающей вентиляцию подкровельного пространства и устройство гидроизоляционного слоя из диффузионной мембраны.Последний не позволяет влаге проникать с улицы на чердак, в то же время пленка свободно пропускает наружу водяной пар. Отличие от покрытия обычных двускатных крыш одно: по линиям излома (по краям вальм) укладывают дополнительные планки покрытия.

Укрывной материал укладывается в следующем порядке:

1. Стропильная система полностью покрыта диффузионной мембраной. Полотна раскатывают горизонтально с нахлестом не менее 100 мм, начиная снизу.Стыки необходимо проклеить скотчем.
2. Пленка прибивается к внешним краям стропил через контробрешеточные бруски 5 х 5 см, которые обеспечивают вентиляцию под металлочерепицей или другим материалом.
3. Доски обшивки прибиваются перпендикулярно направлению стропильных ног. Интервал укладки зависит от выбранного покрытия, а для мягкой черепицы заливка сплошная.
4. Кровельный материал и вся арматура монтируется на торцах кровли, а также вокруг вентиляции и дымоходов.

Примечание. Балки контробрешетки, прибитые к стропилам, не должны становиться препятствием для вентиляционного воздуха. Поэтому их специально укорачивают до длины 2-3 м и прибивают с зазором 5-10 см между соседними элементами.

Утепление вальмовой крыши производится как при монтаже покрытия, так и после него, главное собрать правильный «пирог», показанный на схеме. В первом случае минеральная вата укладывается сверху, под гидроизоляцию, а во втором – изнутри.

Заключение

Надо понимать, что преимуществ у вальмовой крыши перед двускатной немного. Во-первых, это красивое архитектурное решение, во-вторых, снижает ветровую нагрузку на боковые фасады частного дома. Но за это домовладельцу придется расплачиваться повышенным расходом древесины и усложнением строительства, а значит, и временными затратами. Отсюда совет: не торопитесь с решением и хорошенько взвесьте все за и против. Но если уже взялись, то сделайте крышу качественно, для себя, не экономя на консультациях со строителями.

Связанные записи:

Вальмовая или четырехскатная крыша – один из самых популярных вариантов кровли при строительстве индивидуальных домов по всему миру.

В отличие от двускатной крыши дома, по бокам которой монтируются фронтоны, двухскатная крыша имеет дополнительные скаты в форме треугольника.

Шатровая крыша своими руками очень сложна в исполнении, и если вас интересует, как сделать четырехскатную крышу, вам обязательно стоит предварительно ознакомиться с теоретической частью.

Перед началом работы следует все тщательно просчитать, составить чертежи и проект, в котором нужно указать размещение различных элементов и другие конструктивные особенности.

Расчет четырехскатной крыши и проект должны учитывать все нагрузки, которые будут воздействовать на здание.

Конструкция должна быть очень прочной, выдерживать сильный ветер, снегопад и другие погодные условия. Срок службы кровли зависит от того, насколько правильно подобран кровельный материал.

Именно поэтому при создании проекта и чертежей очень важно все правильно рассчитать. Проект четырехскатной крыши на фото:

Перед созданием проекта и чертежа четырехскатной крыши дома в первую очередь необходимо узнать угол наклона скатов, который зависит от многих факторов, таких как назначение мансарды, выбор кровли материала, а также характеристики атмосферных воздействий.

Чаще всего угол наклона кровли индивидуальных домов составляет от 5 до 60 градусов.

Если в вашем регионе осадки и ветер не очень сильные, то угол наклона конструкции может быть незначительным.

Если в вашем районе зимой часто бывают сильные дожди и снегопады, то угол наклона четырехскатной крыши домов должен быть от 40-45 до 60 градусов.

От варианта зависит также материал отделки, а также особенности монтажа, каков угол наклона конструкции:

• если угол наклона менее 18 градусов, для кровли используется профнастил и плоский шифер, а также рулонные материалы для кровли;
• при угле наклона до 30 градусов обычно используются виды черепицы;
• для кровли с углом ската не менее 30 градусов обычно используют штучный материал.

Расчет уклона крыши на фото.

При проектировании и расчете конструкции необходимо учитывать, где будут располагаться все элементы кровельной системы. Когда вы определили угол ската четырехскатной крыши, нужно также рассчитать высоту конька.

Стропильная система четырехскатной крыши

Устройство кровли данного типа частных домов подразумевает расчет необходимого сечения стропил.Расчет производится исходя из нагрузок, которые получит ваша четырехскатная крыша.

Расчеты, как и проект сооружения, должны учитывать ветровую нагрузку, максимально возможную массу снега зимой, угол наклона кровли.

При расчете расстояния между стропилами необходимо оценивать их способность выдерживать нагрузки, а также их запас прочности, который должен быть равен 1,4 и более.

Тип устройства стропильной системы зависит от особенностей здания, поэтому может быть разным.

Если дом имеет несущую стену или опоры из столбов, то обычно применяют наслонные стропила, а если устройство опоры невозможно, то делают висячие стропила.

В некоторых зданиях используются оба типа стропил одновременно.

При выполнении чертежа и проекта будущей постройки важно не только определиться с типом стропильной системы, но и учесть дополнительные крепления, которые придадут конструкции прочность и снизят нагрузку на балки.

Расчет нагрузок на крышу

При разработке чертежа и проекта кровли индивидуальных домов важно правильно рассчитать нагрузки.

Нагрузки бывают следующих типов:

• константы — масса теплоизоляционного материала, различных отделочных и изоляционных материалов, масса материалов
• на крышу и вес обрешетки;
• временное — вес снега зимой, негативное влияние ветра;
• доп — различные конструкции, которые крепятся к крыше.

При создании проекта и чертежа крыши вашего дома следует придерживаться среднего значения снеговой нагрузки, которое составляет 180 кг на квадратный метр.

Но если угол наклона 60 градусов и более, то снеговая нагрузка не учитывается.

Что касается ветровых нагрузок, то их среднее значение обычно составляет 35 кг на квадратный метр, но при уклоне кровли менее 30 градусов эта поправка не учитывается.

После проведения всех расчетов можно переходить к выбору материала для устройства кровли.

На фото ниже представлена ​​схема устройства четырехскатной крыши и наименование всех конструктивных элементов.

Выбор материалов для строительства кровли

При покрытии площади вальмовой крыши рубероидом остается много отходов.

Поэтому для покрытия площади четырехскатной крыши обычно выбирают такие кровельные материалы, элементы которых имеют небольшие размеры.

Наиболее распространенными материалами для покрытия площади кровли являются гибкая или обычная черепица, шиферный лист, ондулин, металлочерепица.

Чтобы построить крышу, которая прослужит несколько десятков лет, необходимо особое внимание уделить выбору материалов для возведения стропильной системы.

Обычно для строительства четырехскатной крыши используют пиломатериалы хвойных пород.

Не пренебрегайте качеством древесины, выбирайте материал без дефектов, которые могут еще больше снизить качество и долговечность конструкции.

Важным критерием выбора пиломатериала является его влажность, которая должна быть не более 15 — 20%.

При превышении этого показателя брус необходимо просушить перед использованием, чтобы в процессе эксплуатации четырехскатная крыша не покоробилась и не деформировалась.

Устройство стропил для крыши дома обычно производят с использованием прямоугольного бруса, сечение которого следует рассчитывать для каждого отдельного случая.

Для возведения такой конструкции обычно используют доски прямоугольного сечения 50 на 100, 50 на 200, 100 на 150 и другие.

Если возникла необходимость, то в процессе работы можно сдвоить доски для получения нужного диаметра.

Для возведения четырехскатной крыши часто используют специальные стальные элементы, прочно удерживающие стропила в одном положении на протяжении многих лет.

Кроме того, опоры для конькового прогона также часто делают металлическими.

Строительство четырехскатной крыши

Все деревянные детали каркаса крыши обработаны специальным составом, который защитит дерево от огня. В местах, где брус будет соседствовать с кирпичом или камнем, его необходимо обмотать гидроизоляцией.

Устройство четырехскатной крыши начинают с укладки мауэрлатной площадки крыши по периметру.

Закрепите его проволочными петлями или шпильками, заделанными в плиты стены или перекрытия. Далее устанавливается центральная балка, которая располагается на центральной оси дома.

Он должен опираться на плиту пола или внутреннюю стену.

Чтобы конструкция была абсолютно симметричной, важно правильно рассчитать и разметить расположение диагональных стропил, а также коньковой опоры.

Высота конька также должна быть максимально точно размечена.

Четкая симметричная разметка конструкции сделает распределение нагрузки равномерным и предотвратит дальнейшее искривление кровли.

После установки мауэрлата по периметру участка кровли под коньковый прогон укладываются балки. Высота конька должна строго соответствовать чертежам конструкции.

Диагональные балки могут выдерживать высокие нагрузки в процессе эксплуатации, поэтому их необходимо очень хорошо монтировать.

Если длины бруса или доски недостаточно, диагональные опоры изготавливаются из двух частей.Для того чтобы стык не испытывал предельной нагрузки, под него устанавливается опорный брус.

Конструкцию можно сделать максимально жесткой, разместив стык с опорой на таком расстоянии, которое равно четверти длины стропильной балки от ее верхнего края, который крепится к коньку.

Устройство диагональных стропил лучше всего осуществлять с помощью сборных стропильных ног, которые удобно монтировать. Процесс установки диагональных стропил вы можете посмотреть на видео.

Устройство данной кровли подразумевает установку не только полноразмерных стропил, которые соединяются с коньком, но и тех, которые крепятся к диагональным балкам — стропилам.

Чем ближе к углу дома, тем ниже женщины.

Расстояние между стропилами определяется при разработке проекта крыши, но следует учитывать, что каждый скат должен иметь не менее трех центральных стропильных балок.

Для придания конструкции максимальной жесткости в необходимых местах крепятся опоры, раскосы и затяжки.Схему крепления стропил можно увидеть на фото.

Завершающий этап устройства крыши – установка стропильной обрешетки. Обычно для обрешетки используется брус 50 на 50 мм. Шаг обрешетки зависит от того, какой кровельный материал вы выбрали.

Если площадь мансарды будет использоваться как жилое помещение, то также должна быть установлена ​​вентиляция.

Сегодня все производители кровельных материалов также предлагают коньковые детали таких же фактур и цветов.

На четырехскатную крышу устанавливается основной конек, а коньки перекрывают зазоры между основными скатами и вальмами.

Монтаж четырехскатной крыши завершается установкой карнизов и водостоков. Весь процесс показан на видео.

Сложность работ при возведении четырехскатной крыши ненамного выше, чем у обычной двускатной, но это не значит, что четырехскатная крыша строится своими руками так же легко, как обычная, с двумя симметричными скатами .Основная сложность заключается в том, что четырехскатная крыша требует очень точного инженерного расчета и знания технологии, особенно если у вас нет хорошей практики в строительстве таких крыш.

Чем дом с четырехскатной крышей лучше двускатного варианта

Почему обычную двухскатную крышу устраивают в основном на простых хозяйственных постройках, а для жилых помещений выбирают двускатную:

• Внешний вид четырехскатной крыши вариант выглядит намного красивее и изящнее, чем двойная конструкция;
• Даже простая четырехскатная крыша намного лучше выдерживает удары стихии за счет более плавных обводов и аэродинамики.Даже при самом сильном ветре стропила каркаса остаются практически одинаково нагруженными, благодаря правильной балансировке диагональных стропил;
• Два дополнительных ската лучше отводят воду, просыхают под действием ветра и тем самым защищают крышу дома от затекания, как в случае с прямыми фронтонами. Таким образом, для вальмовой крыши достигается значительно более высокая теплоизоляция и морозостойкость.

Важно! Конструкция крыши в четыре ската, в отличие от «двушки», имеет высокую степень приспособления.

Для климата с большим количеством осадков отлично подойдет датский вариант с крутыми основными скатами и двумя вальмами, для степной зоны с сильными ветрами низкий вальмовый каркас с большими свесами и средним углом наклона.

Наиболее удобным будет использование четырехскатной крыши в домах, где чердачное помещение не выделено в виде жилого помещения, а используется в хозяйственных целях. За счет появления двух дополнительных скатов площадь и полезная площадь мансарды уменьшается примерно на 25%.Но при желании и достаточных размерах мансардного помещения вместо мансарды можно обустроить небольшую комнату, пусть даже с окнами и балконом, как на фото.

Но в этом случае вместо простой системы вертикальных стоек, на которые опирается коньковый прогон, в конструкции вальмовой крыши необходимо будет установить дополнительные горизонтальные балки — ригели, которые будут играть роль потолок для мансардного помещения.

Как сделать четырехскатную крышу

В первую очередь стоит разобраться, чем 4-хскатная крыша в деталях отличается от варианта с двойным скатом.

Основное отличие стропильной системы в 4 ската от двухскатной симметричной крыши

Различия в конструкции будут наиболее заметны на схеме с простым прямоугольным вариантом четырехскатной крыши, представленной на фото:

Важно ! Большинство элементов доборных скатов требуют очень тщательной подгонки, поэтому диагональные стропила и стропила часто собирают с предварительной «прихваткой» на саморезы, и только после окончательной подгонки заменяют болтовым соединением или сбивают гвоздями .

Шатровая крыша своими руками, последовательность работ

Самым сложным в возведении стропильной системы вальмовой крыши является этап навешивания диагональных стропил. Во-первых, угол наклона диагональных стропил и давление, с которым они опираются на коньковый прогон, должны быть равны параметрам пары висячих балок с другой стороны. Площади скатов и углы наклона в четырехскатной крыше должны быть абсолютно равными.

Во-вторых, воображаемая линия, проведенная между точками стыковки или вершинами треугольников, образованных диагональными стропилами с обеих сторон, должна проходить точно по оси конькового прогона как по горизонтали, так и по вертикали.Правильно выровнять и отрегулировать положение диагональных стропил – основная трудность при сборке четырехскатной крыши.

На этапе подготовки сборки четырехскатной крыши укладывается доска или брус мауэрлата, при этом важно тщательно выровнять плоскость доски по горизонтали. На мауэрлат наносится предварительная разметка мест установки боковых стропил, стропильных опор и затяжки. Монтаж четырехскатной крыши значительно упрощается, если в качестве перекрытия используется железобетонная плита.

После раскладки и крепления затяжек собирается коньковый каркас или «скамейка». По сути, это коньковый прогонный брус, закрепленный на вертикальных стойках. К стойкам пришивают продольные и поперечные подкосы, обеспечивающие устойчивость каркаса до сборки стропил вальмовых скатов.

Перед выкладкой диагональных стропил коньковый каркас необходимо подпереть парой временных брусьев, которые крепятся к мауэрлату и к крайней стойке «скамейка».Это предотвратит опрокидывание конькового каркаса под давлением диагональных стропил на другую сторону.

Дальше самое сложное. Сначала определяют реальную длину каждой из балок, для этого в точку опоры на конце конькового бруса забивают гвоздь и шнуром измеряют длину от гвоздя до точки опоры на мауэрлате. Перед установкой диагоналей каждое из врезных стропил измеряется и нарезается на его длину шнур.

Установив элементы крепления на мауэрлат, определяют линию прилегания и вырезают контактную поверхность.Подрезав плоскости опирания балок, их укладывают на торец конькового прогона.

Нижние концы диагональных балок устанавливаются в угловой стык мауэрлатной балки с подрезом опорной поверхности балки по приведенной схеме. Иногда форму подреза выполняют по шаблону, но надежнее наметить линию разреза вручную.

В идеале воображаемая вертикальная плоскость, проведенная через любое косое стропило, должна быть параллельна плоскости косой балки, расположенной на противоположной стороне вальмовой крыши.

Если все сделать правильно, то два диагональных стропила вальмовой крыши будут ровно по оси конькового бруса. Во избежание прогиба достаточно длинных прокладок, необходимо установить подкосы и стропильные опоры с установкой временных креплений из саморезов. Аналогично устанавливаются стропила с противоположного ската и элементы выравниваются с максимальной точностью. Для повышения жесткости вальмовых скатов вырезают несколько балок и устанавливают по краям диагональных балок.

После переходят к укладке рядового стропильного бруса. Крепление на мауэрлат выполняется стандартным соединением болт-гайка или с использованием стальных уголков. В верхней части стропильная доска обычно спиливается по шаблону и укладывается на коньковый брус.

Обычно после навешивания рядов на коньковый прогон и мауэрлат в верхней части устанавливаются дополнительные ригели, уменьшающие распорное действие каркаса шатровой крыши. После установки всех стропильных балок и выравнивания основных силовых элементов вальмового каркаса переходят к капитальному креплению всех стропил на мауэрлат и коньковый прогон.

На следующем этапе под рядовыми стропилами устанавливаются и крепятся подкосы, а треугольные скаты «вбиваются» стропилами. Каждая из балок нарезается по своей длине по схеме ниже и устанавливается в шахматном порядке, это позволяет избежать ослабления балки из-за совпадения пропилов на противоположных сторонах.

Все элементы крепятся гвоздями, саморезами и болтовыми соединениями с накладными стальными пластинами и уголками.

Заключительные операции

После сборки основного каркаса вальмовой крыши на концы стропил набиваются галтели — короткие доски, образующие ряд свесов кровли вдоль стены.Линия среза измеряется по концам кобылок, обрезается так, чтобы концы находились в одной плоскости, и пришивается карниз. Нижняя часть кобылок обшивается вагонкой или обычной доской.

После обработки древесины балок антисептическим составом приступают к набивке досок обшивки. Толщина досок, количество материала и точка забивания гвоздей выбираются исходя из того, какую крышу планируют стелить на эту четырехскатную крышу.

Заключение

Шатровая крыша заслуженно считается одной из самых удобных и практичных кровельных конструкций. Если вы собираетесь возводить четырехскатный вариант своими руками, помимо правильного расчета конструкции, вам понадобится опыт выравнивания и регулировки положения каждой из балок. Поэтому будет правильно получить необходимый опыт и навык работы с четырехскатными крышами у более опытных мастеров.

Возведение каркаса четырехскатной крыши сложный процесс с характерными технологическими особенностями.При строительстве используются собственные конструктивные элементы, последовательность работ другая. Зато результат поразит своей эффектной формой и устойчивостью к отражению атмосферных атак. А домашний мастер может гордиться своими личными достижениями в качестве кровельщика.

Однако, прежде чем решиться на устройство такой конструкции, стоит ознакомиться с алгоритмом, по которому возводится стропильная система четырехскатной крыши и со спецификой ее устройства.

Класс четырехскатных крыш объединяет два типа конструкций, напоминающих в плане квадратный и прямоугольный конверт. Первый сорт называется шиповником, второй – шиповником. На фоне скатных собратьев их отличает отсутствие фронтонов, называемых в кровельном деле щипцами. При возведении обоих вариантов двускатных конструкций используются наслонные и висячие стропила, монтаж которых осуществляется в соответствии со стандартными технологиями возведения скатных стропильных систем.

Характерные отличия в классе четырехскатных:

• У четырехскатной крыши все четыре ската имеют форму равнобедренных треугольников, вершины которых сходятся в одной высшей точке. Конька как такового в конструкции шатра нет; его функцию выполняет центральная опора в ярусных системах или вершина висячей фермы.
• У вальмовой крыши пара основных скатов имеет трапециевидную конфигурацию, а вторая пара – треугольную. Вальмовая конструкция отличается от вальмового аналога обязательным наличием гребня, к которому трапеции примыкают верхними основаниями.Треугольные скаты, они же вальмы, своей вершиной примыкают к коньку, а их стороны состыкованы с наклонными сторонами трапеций.

Исходя из конфигурации крыш в плане видно, что шатровые конструкции обычно возводят над квадратными зданиями, а вальмовые — над прямоугольными домами. Подойдут как мягкие, так и мягкие покрытия. Характерную квадратную или прямоугольную форму повторяют чертежи стропильной системы четырехскатной крыши с четко обозначенным расположением элементов в плане и вертикальными проекциями скатов.

Часто вальмовые и вальмовые системы крыш используются совместно при строительстве одного объекта или эффектно дополняют двускатные, односкатные, ломаные и другие крыши.

Конструкции с четырьмя скатами могут опираться непосредственно на верхний венец деревянного дома или на мауэрлат, служащий верхней обвязкой кирпичных или бетонных стен. Если под каждым стропилом можно найти верхнюю и нижнюю опоры, каркас крыши строится по наслонной технологии.

Монтаж наслонных стропильных ног проще и доступнее для неопытного кровельщика, которому необходимо учитывать, что:

• При жестком скреплении верхней и нижней пяток стропил металлическими уголками или с помощью несущей деревянной подкладки потребуется усиленное крепление мауэрлата, т.к. на него будет передаваться распор.
• При жесткой фиксации верхней пятки и шарнирном креплении нижней части стропила усиление крепления мауэрлата не требуется, так как при превышении нагрузки на кровлю шарнирное крепление, например, на ползунки, позволят стропилам немного смещаться, не создавая давления на мауэрлат.
• При навесном верхе стропил и жестко закрепленном низе распор и давление на мауэрлат также исключаются.

Вопросы крепления мауэрлата и тесно связанного с ним способа установки стропильных ног по правилам решаются на этапе проектирования дома.Если в здании нет внутренней несущей стены или нет возможности соорудить надежные опоры для центральной части крыши, кроме схемы сборки висячей стропильной системы ничего не получится. Правда, в большинстве случаев используется слоистый метод строительства, для реализации которого необходимо заранее предусмотреть несущую опору внутри здания.

При устройстве стропильных систем вальмовых и вальмовых крыш применяют специфические конструктивные элементы, это:

• Диагональные стропильные ноги, образующие хребтовые соединения скатов.В вальмовых конструкциях диагонали, они же накосные стропила, соединяют консоли конькового прогона с углами крыши. В тентовых системах наклонные ножки соединяют вершину с углами.
• Нарожники, или стропильные полулаги, устанавливаемые перпендикулярно карнизам. Они опираются на диагональные стропила, располагаются параллельно друг другу, поэтому отличаются разной длиной. Народники образуют плоскости вальмовых и вальмовых скатов.

Диагональные стропила и стропила также используют для устройства ендов, только тогда устраивают вогнутые углы крыши, а не выпуклые, как вальмовые.

Вся сложность устройства каркаса для крыш с четырьмя скатами заключается в установке диагональных стропил, от которых зависит результат формирования конструкции. Кроме того, скаты обязаны прочно держать нагрузку в полтора раза большую, чем обычные стропильные ноги скатных крыш. Потому что они подрабатывают коньком, т.е. опорой для верхней пятки жен.

Если вкратце описать процедуру возведения наслонного каркаса четырехскатной крыши, то можно уложиться в несколько этапов:

• Устройство мауэрлата на кирпичные или бетонные стены.Процесс установки мауэрлата на стены из бревна или бруса можно отменить, ведь его с успехом заменяет верхний венец.
• Установка центральной опоры конструкции вальмовой крыши или опорной рамы основной части вальмовой крыши.
• Монтаж обычных наслонных стропил: пар для вальмовой крыши и ряд, определенный конструктивным решением для вальмовой конструкции.
• Установка диагональных стропильных ног, соединяющих углы систем с вершиной опоры или крайними точками конька.
• Изготовление по размеру и крепление наручников.

В случае использования схемы висячего каркаса началом возведения каркаса шатра будет установка треугольной стропильной фермы по центру. Монтаж ряда стропильных ферм будет началом монтажа четырехскатной вальмовой стропильной системы.

Устройство вальмовой стропильной системы

Разберем один из распространенных примеров устройства вальмовой крыши с наслонными стропильными ногами.Им придется опираться на балки перекрытия, уложенные поверх мауэрлата. Жесткое крепление с врезкой будем использовать только для закрепления верха стропильных ног на коньковом прогоне, чтобы не было необходимости усиливать крепление мауэрлата. Размеры коробки, показанной на примере дома, составляют 8,4×10,8 м. Фактические размеры крыши в плане увеличатся с каждой стороны на размер карниза, на 40-50 см.

Основание мауэрлата

Мауэрлат – это сугубо индивидуальный элемент, способ его монтажа зависит от материала стен и архитектурных особенностей здания.Способ укладки мауэрлата планируется по правилам в период проектирования, т. к. для надежной фиксации мауэрлата рекомендуется:

• Оборудовать легкие пенобетонные, газосиликатные и аналогичные стены армированным железобетонным поясом, залитым по периметру, с установленными в период заливки анкерами для крепления мауэрлата.
• Кирпичные стены сложите стороной в один или два кирпича по внешнему краю так, чтобы образовался уступ по внутреннему краю для укладки деревянного каркаса.Во время кладки между кирпичами укладываются деревянные пробки для крепления мауэрлата скобами к стене.

Мауэрлат изготавливается из бруса размерами 150×150 или 100×150 мм. Если предполагается эксплуатация подкровельного пространства, желательно брать бруски потолще. В цельном каркасе брус соединяется косыми пропилами. Затем места соединения укрепляют саморезами, обычными гвоздями или глухарями, а углы укрепляют скобами.

Балки перекрытия укладываются поверх выровненного по горизонтали мауэрлата, устроенного оптимальным образом для конкретного здания. Используется брус сечением 100×200мм. В первую очередь укладывается брус, проходящий точно по центральной оси здания. В примере длины бруса для строительства сплошных балок недостаточно, поэтому их собирают из двух балок. Место стыковки должно располагаться над надежной опорой. В примере опорой является внутренняя несущая стена.

Шаг между балками перекрытия 60 см. Если обустраиваемая коробка не отличается идеальными параметрами, как это бывает в большинстве ситуаций, расстояние между балками можно немного изменить. Такая подгонка позволяет немного «сгладить» огрехи конструкции. Между крайними балками с обеих сторон и стенами дома должен быть зазор в 90 см, необходимый для установки выносных опор.

Поскольку балки перекрытия сами по себе смогут образовать только два карнизных свеса, к их концам крепятся короткие балки перекрытия — аутригеры.Сначала их устанавливают только в районе основной части вальмовой крыши, именно там, где предстоит монтировать стропильные ноги. Ствол прибивается к мауэрлату, крепится к брусу шурупами, крупнокалиберными гвоздями, шпильками, а крепления усиливаются уголками.

Строительство коньковой части

Центральная часть вальмовой крыши представляет собой обыкновенную двускатную конструкцию. Стропильная система для нее устроена по тем правилам, которые она диктует. В примере есть некоторые отступления от классической трактовки наклонного принципа: не используется станина, на которую традиционно устанавливаются опоры для конькового прогона.Работу кровати придется выполнять центральной балкой перекрытия.

Для возведения коньковой части стропильной системы вальмовой крыши необходимо:

• Соорудить опорный каркас для стропильных ног, верхняя часть которого будет опираться на коньковый прогон. Прогон будет поддерживаться тремя опорами, центральная из которых установлена ​​непосредственно на центральной балке перекрытия. Для установки двух крайних опор сначала укладывают два поперечных бруска, перекрывающих не менее пяти балок перекрытия.Стабильность повышена за счет двух распорок. Для изготовления горизонтальной и вертикальной частей опорной рамы использовался брус сечением 100×150 мм, подкосы изготовлены из доски 50×150 мм.
• Изготовить стропильные ноги, для которых сначала нужно сделать шаблон. К месту установки прикладывается доска подходящих размеров, на ней чертятся линии будущих пропилов. Это будет шаблон для непрерывного изготовления стропил.
• Установите стропильные ноги, уперев их спилом в коньковый прогон, а нижней пяткой в ​​противоположный стержень.

Если бы балки перекрытия клали поперек короба, то стропила основной части крыши опирались бы на балки перекрытия, что гораздо надежнее. Однако в примере они опираются на шток, поэтому под них необходимо устраивать дополнительные мини-опоры. Эти опоры следует располагать так, чтобы нагрузка от них и расположенных выше стропил передавалась на стены.

Затем с каждой из четырех сторон монтируется по три ряда штоков. Для удобства осуществления дальнейших действий контур крыши оформляется карнизной доской.Его необходимо прибить к балкам перекрытия и выносным опорам строго горизонтально.

Установка угловых стоек

В пространстве, ограниченном карнизной доской, имелись угловые участки, не заполненные деталями стропильной системы. Здесь вам понадобятся угловые стойки, установка которых осуществляется следующим образом:

• Для того, чтобы указать направление установки, натягиваем шнурок. Протягиваем от точки условного пересечения крайней опоры рамы с балкой перекрытия до угла.
• Поверх шнурка кладем на его место планку. Придерживая брусок, начертите пропилы снизу в месте пересечения бруска с балками перекрытия и угловым соединением карнизных досок.
• Готовый ствол с отпиленным излишком крепим к мауэрлату и к балке перекрытия уголками.

Остальные три угловые стойки изготавливаются и монтируются таким же образом.

Установка диагональных стропил

Диагональные, они же наклонные, стропильные ноги изготавливаются из двух сшитых между собой досок сечением, равным размеру рядовых стропил.В примере одна из досок будет располагаться немного выше второй из-за разницы углов вальм и трапециевидных скатов.

Последовательность работ по изготовлению и монтажу матов:

• От самой высокой точки конька протягиваем шнурок к углам и к центральной точке ската. Это вспомогательные линии, по которым мы будем отмечать предстоящие разрезы.
• Угломер плотника — малая мера угла между шнурком и верхней стороной углового стержня.Так определяется угол нижнего среза. Предположим, что оно равно α. Угол верхнего среза рассчитывается по формуле β = 90º – α.
• Под углом β срезаем один край произвольной обрезки доски. Прикладываем его к месту верхнего крепления, совмещая край этой заготовки со шнурком. Намечаем излишки, мешающие плотному монтажу. Нужно снова распилить по отмеченным линиям.
• Под углом α отпиливаем нижнюю пятку на другом срезе доски.
• Делаем первую половину диагонального стропила, используя шаблоны для верхней и нижней опоры. Если сплошная доска недостаточно длинна, можно соединить две части. Их можно срастить с посаженным на саморезы метровым отрезком в дюйм, он должен располагаться с внешней стороны подошвы конструкции. Устанавливаем готовую первую часть.
• Вторую часть стропил делаем точно так же, но учитываем, что она должна быть немного ниже первой ее половины.Участок стыковки досок в один элемент не должен совпадать с участком стыковки досок первой половины скоса.
• Две доски сшиваем гвоздями на расстоянии с шагом 40-50 см.
• По протянутой к центру ската шнурке проводим линию, по которой необходимо будет подогнать запил для стыковки его с соседними стропилами.

По описанному алгоритму необходимо установить еще три диагональные ножки.Под каждую из них следует установить опоры в месте крепления угловых надставок к балкам. Если пролет более 7,5 м, по диагонали ближе к коньку устанавливается еще одна опора.

Изготовление и монтаж вальмовых стропил

Шнур между вершиной конька и центром ската уже натянут. Она послужила осью для наметки разрезов, и теперь по ней необходимо измерить угол γ и вычислить угол δ = 90º – γ.Не отклоняясь от проверенного пути, готовим шаблоны верхней и нижней опоры. Прикладываем верхнюю обвязку к предназначенному для нее месту и отмечаем на ней линии пропила для плотного прилегания между диагональными стропилами. С помощью заготовок делаем центральную ножку бедра и закрепляем ее там, где она должна быть.

В пространство между угловыми стойками и карнизной доской устанавливаем короткие стойки для придания жесткости конструкции и обеспечения прочной фиксации крайних, самых коротких штапиков.Далее следует заняться изготовлением шаблонов для самих женщин:

• Доску отрезаем под углом δ и крепим в месте крепления к диагональному стропилу.
• Намечаем по факту излишки, которые нужно снова урезать. Полученный шаблон используется при изготовлении всех наручников, например, правой стороны бедра. Для левой стороны верхний шаблон будет подпилен с противоположной стороны.
• В качестве шаблона нижней пятки используем отпиленный под углом γ кусок доски.Если все предыдущие шаги были выполнены правильно, то по этому шаблону делаются нижние точки крепления для всех остальных женщин.

В соответствии с фактической длиной и «показаниями» шаблонов изготавливаются раскосы, необходимые для формирования плоскостей вальм и частей основных скатов, не заполняемых обычными стропильными ногами. Их устанавливают так, чтобы верхние точки крепления стропил к диагональным стропилам были разнесены, т.е.е. верхние соединительные узлы соседних скатов не должны сходиться в одном месте. Балки крепятся к стропильной ноге уголками, к балкам перекрытия и аутригерам как разумнее и удобнее: уголками или металлическими зубчатыми пластинами.

Технология вальмовой крыши основана на уже известных принципах вальмовой конструкции. Правда, в их конструкции отсутствует коньковая часть стропильной системы. Строительство начинается с установки центральной опоры, к которой крепятся врезные стропила, а затем несущие.Если при строительстве крыши с оболочкой используется висячая технология, то сначала устанавливается готовая ферма.

Предлагаем вам воспользоваться нашим бесплатным онлайн-калькулятором расчета стройматериалов при устройстве вальмовой крыши – и следовать инструкции.

Полезные видеоинструкции

Кратко видео ознакомит с последовательностью и правилами монтажа стропильной системы четырехскатной крыши вальмовой и вальмовой категорий:

Ознакомившись со спецификой устройства и освоив тонкости устройства крыш с четырьмя скатами, можно смело приступать к реализации планов по ее строительству.

Выбор типа кровли для проекта будущего строения – очень важный этап строительства. Ошибка в этом деле дорогого стоит: разрушается целостность образа, теряется гармония и респектабельность. Для перекрытия большого частного дома своими руками архитекторы и дизайнеры часто рекомендуют четырехскатную крышу. В его устройстве удачно сочетаются узнаваемый внешний вид, надежность и практичность, перед которыми не устоит ни один домовладелец.

Внешний вид и конструкция

Крыша четырехскатного типа состоит из четырех пересекающихся плоскостей, скатов.Два из них, треугольной формы, называются торцевыми, они заменяют фронтоны. Два оставшихся трапециевидные, известные как передние. Диапазон уклона скатов лежит в пределах 15-60 градусов, а выбор кровельного материала ограничивается только фантазией.
Конструкция четырехскатной крыши состоит из следующих обязательных элементов:

1. Конек, расположенный в самом верху кровли, на пересечении плоскостей скатов.
2. Скаты, четыре поверхности под углом к ​​основанию крыши и покрытые рубероидом.
3. Свесы, части кровли, выступающие за периметр основания, необходимые для защиты стен строения от попадания воды. Свесы образуются за счет удлинения стропильных ног или специальных деталей – кобылок.
4. Стропильная система, которая не видна снаружи, но представляет собой каркас, опору четырехскатной крыши, формирующую ее геометрию.
5. Водосточная система, удаляющая лишнюю жидкость с поверхности шатровой крыши. Обычно устанавливается наружный желоб, состоящий из желоба, водозаборной воронки и вертикальной трубы.
6. Снегодержатели, небольшие бортики, расположенные по краям склонов, препятствующие внезапному обрушению скопившейся после снегопада снежной массы.

Разновидности форм

Под термином «четырехскатная» скрывается несколько видов крыш, состоящих из такого количества скатов, но имеющих различную конструкцию:

Дизайн

Шатровая крыша – сложная конструкция, требующая точных расчетов и проектирования. Если раньше эти задачи были под силу только опытным мастерам и дизайнерам, то теперь с помощью компьютера и специального программного обеспечения их может решить каждый.В ходе расчетов составляется схема и определяется:

Результатом процесса проектирования является схема, отражающая реальные размеры и взаимное расположение частей четырехскатной крыши.

Стропильная система

Шатровая крыша опирается на каркас, называемый стропильной системой. Почти все его элементы изготовлены из хвойного дерева. Поскольку древесина является природным материалом, на нее губительно действуют влага и бактерии.Для его снижения проводят антисептическую обработку глубокого проникновения и антипирен для защиты от возгорания. Включает:

Монтаж четырехскатной крыши своими руками – отличный способ дополнить архитектурную концепцию частного дома. Приложив усилия и построив его своими силами или наняв профессиональных мастеров, домовладелец станет обладателем удобного, красивого дома!

Видеоинструкция

‎App Store: RedX Roof — Калькулятор стропил

С приложением RedX Roof вы сэкономите бесчисленное количество часов работы при первом использовании.Это приложение было разработано, чтобы быстро и легко проводить измерения на работе.

Функции — Калькулятор стропил, Конструктор вальмовых стропил, Конструктор долины, Уголки фанеры, Конструктор ферм, Башенная крыша, Конструктор слуховых окон
— Длина прогона
— Длина свеса
Затем приложение автоматически создаст масштабное представление того, как будет выглядеть стропило, вместе со всеми измерениями.

Измерения, генерируемые приложением.
— Общая длина стропил
— Высота от верха стены
— Высота от верха лицевой панели
— Длина хвоста стропила
— Размеры птичьего рта

Вы можете контролировать, насколько высокой или низкой должна быть ваша лицевая панель по сравнению с верхней части вашей стены, и вы также можете отредактировать глубину стропил.

HIP RAFTER BUILDER

Быстро и просто
Просто введите уклон крыши и длину прогона (нижняя длина обычного стропила), и приложение создаст изображение того, как будет выглядеть вальмовое стропило, со всеми размерами.

Измерения, генерируемые приложением.
— Длина вальмового стропила
— Углы подкоса вальмы
— Каждая длина нарожника
— Углы скоса нарожника
— Все остальные углы
Вместе с каждой деталью для каждого стропила, такой как глубина устья, длина хвоста и другие. Это также поддерживает различные уклоны крыши.

Таким образом, вы экономите время и заранее вырезаете каждую деталь для угловых вальмовых стропил.

УГОЛКИ ИЗ ФАНЕРЫ

Углы из фанеры очень просты в использовании. Вы просто вводите свой первый скат крыши (пример 6/12), а затем второй скат крыши.

Затем приложение создаст масштабное изображение куска фанеры с правильным углом, а также размерами сверху, снизу и по бокам.

Экономьте время
Больше не нужно вынимать измерительную ленту, фиксировать линии и т. д. Вы только что сэкономили несколько минут работы и, самое главное, угол наклона фанеры будет идеальным.

Редактировать размеры 
Вы также можете изменить любые размеры фанеры, например, если вы отредактируете нижний размер, приложение мгновенно обновит все остальные размеры.

VALLEY BUILDER
Это одна из наших самых мощных функций, которую мы используем чаще всего.
Как это работает
— Введите первый и второй уклон крыши
— Расстояние между стропилами (пример 16 дюймов по центру)
— Высота первой фермы (подробные пояснения в приложении).

С этими 4 введенными значениями приложение сгенерирует. 2-й пример, в масштабе того, как будет выглядеть Долина.
2- Получает длину гребня с точными углами.
3- Получает длину шпалы (красный цвет) с обоими углами.
4- Дает список всех длин стропил (синего цвета) с углами и скосами.
5- Получает углы скоса пилы, если вы хотите скосить шпалу.

Точно так же у вас есть каждое измерение в секундах с точными углами. Все, что вам нужно, чтобы построить свою долину.

Экономия времени
Таким образом, если вы хотите, вы можете предварительно разрезать все свои детали.

КОНСТРУКТОР ФЕРМ
Простота использования
Просто введите общую длину фермы, шаг крыши, расстояние между стойками.
Затем приложение создаст масштабный вид фермы со всеми измерениями.

Другие функции
— Конструктор крыши башни
— Конструктор слухового окна

Мы всегда добавляем новые функции каждые пару недель, просмотрите наши новые функции в приложении.

Условия использования
https://www.redxroof.com/terms-of-use

——-
В приложении доступны некоторые дополнительные функции

Если вы решите приобрести Roof App Premium Ежемесячная подписка или годовая подписка, оплата будет снята с вашей учетной записи iTunes, а с вашей учетной записи будет взиматься плата за продление в течение 24 часов до окончания текущего периода.Автообновление можно отключить в любой момент, зайдя в настройки в App Store после покупки. Текущая стоимость подписки Roof App Pro начинается с 3,99 долларов США в месяц. 12-месячные пакеты доступны по цене 23,99 долларов США в год. Цены указаны в долларах США, цены могут отличаться в странах, отличных от долларов США, и могут быть изменены без предварительного уведомления. Отмена текущей подписки не допускается в течение активного периода подписки.

Самый простой способ расчета стропильной фермы —

Когда приходит время заменить крышу, не только у подрядчика есть работа.Если вы находитесь на рынке замены крыши, вам придется потратить время, чтобы изучить несколько различных компонентов кровли и их размеры. Наличие этих знаний поможет вам определить, куда уходят ваши деньги, когда вы получите смету расходов от подрядчика, с которым вы решили работать. Одним из примеров кровельной детали, которую вам необходимо измерить, является ферма крыши. Ферма крыши обычно представляет собой треугольную конструкцию, предназначенную для распределения веса крыши. Две части фермы крыши и «стержни» (прямые деревянные брусья) и пересечения, которые равномерно распределяют вес по длине каждого элемента.Ферма строится путем прикрепления концов элемента к соединениям, которые соединяются с пересечениями.

Изучение того, как оценить фермы крыши и их размеры, может показаться сложной задачей, но мы составили формулу, которая поможет вам легко разобраться в расчетах ферм крыши. Самыми простыми и легкими в строительстве крышами обычно являются «открытые двускатные крыши», и это тип крыши, который есть у большинства домовладельцев. Для расчета размеров стропильной фермы этого типа лучше всего использовать теорему Пифагора.Это старое уравнение, которое вы, возможно, помните из средней школы, наконец-то пригодится, чтобы помочь вам во время замены крыши. Мы выбрали это уравнение, потому что оно позволяет свести каждую ферму к паре прямоугольных треугольников, расположенных спиной к спине.

Первое, что вам нужно сделать, это измерить «пролет крыши». Пролет крыши – это расстояние между внешними сторонами стен, которые будут поддерживать крышу. Половину этого расстояния называют «бегом». Прогон образует основание прямоугольного треугольника с высотой, равной подъему крыши.Стропила фермы будут использоваться как гипотенуза (самая высокая часть треугольника). Средняя крыша будет немного нависать над боковыми стенами дома (12-18 дюймов). Учитывайте это при расчете длины стропил.

«Уклон» (самая высокая точка) крыши является важным коэффициентом при измерении фермы. Пример расчета: крыша, которая поднимается на 1 дюйм на каждые 4 дюйма горизонтального расстояния, имеет уклон 1/4. Наилучший результат поля зависит от покрытия крыши.Например, если вы используете тяжелую битумную черепицу, минимальный шаг 2/12 необходим для надлежащего дренажа. Шаги в большинстве случаев никогда не должны превышать 12/12, иначе по крыше опасно ходить.

Длина стропил от подъема

После того, как вы рассчитаете пролет крыши, вам нужно будет определить подъем, исходя из выбранного вами кровельного материала и других вариантов конструкции. Это также повлияет на длину стропил. Теперь представьте всю ферму как пару прямоугольных треугольников, расположенных спиной к спине.

Уравнение: a2 + b2 = c2

A = пролет

B = подъем

C = длина стропила

Уже зная подъем, можно легко определить длину стропила, загрузив числа в таблицу уравнений . Например, для крыши с пролетом 20 футов и высотой 7 футов нужны стропила, длина которых равна квадратному корню из 400 + 49 = 21,2 фута. Это не включает дополнительную длину, необходимую для свесов.

Расчет длины стропил по шагу

Если у вас нет подъема крыши, вы можете узнать шаг на основе рекомендаций производителей для типа кровли, которую вы планируете использовать.Не беспокойтесь, потому что этой информации достаточно для расчета длины стропил с помощью быстрого и простого соотношения.

Представьте, что нужна высота звука 4/12. Это равно прямоугольному треугольнику с основанием в 12 дюймов (один фут) и высотой в четыре дюйма. Длина гипотенузы этого треугольника равна квадратному корню из уравнения a2 + b2 = 12(2) + 4(2) = 144 дюйма + 16 дюймов = 12,65 дюйма. Поскольку длина пролета и стропила измеряется в футах, вам нужно преобразовать 12,65 дюйма в 1,06 фута.Таким образом, длина гипотенузы этого маленького треугольника равна 1,06 фута.

Предположим, что основание вашей крыши равно 40 футам. Теперь произведите следующий расчет: Основание треугольника = основание крыши. Подставив числа, вы получите 1/40 = 1,06/x (x — необходимая длина стропил). Решая для x, вы получаете x = (40) (1,06) = 42,4 фута.

Теперь, когда у вас наконец есть длина стропила, у вас есть два варианта определения подъема. Потратьте время, чтобы установить аналогичное соотношение, или вы можете решить уравнение теоремы Пифагора.При выборе второго варианта вы знаете, что подъем (b) равен корню квадратному из с в квадрате – а в квадрате, где с – длина стропила, а – пролет. Это означает, что подъем равен корню (42,4(2) – 40(2)) = корню 1797,8 – 1600) = 14,06 футов.

При использовании этого бесплатного расчета важно, чтобы у вас был правильный дизайн для нужной высоты. Убедитесь, что если у вас ферма крыши другого типа, чем простая конструкция с открытым фронтоном, вы используете другое уравнение. Вы хотите убедиться, что правильно рассчитали все углы, высоты и размеры.Это значительно облегчит понимание того, какие типы стропил и стоек вам понадобятся и как их нужно комбинировать для каждой высоты. Если в стиле с открытым фронтоном, используйте этот расчет для деревянной крыши, стальной крыши или даже стропильных ферм односкатной крыши или деревянной фермы крыши. Знание этих измерений даст вам преимущество при замене крыши.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать фермы крыши?

Определение необходимого количества ферм для крыши сводится к простому расчету.Количество ферм определяется по следующему уравнению:

Количество ферм = ((длина крыши * 12) / 24) + 1

Простейшая форма этого уравнения — взять длину вашей крыши и разделить ее на 2. Например, если ваша крыша имеет длину 40 футов, вам потребуется всего 20 ферм.

Как измерить размер фермы?

Обычно вам понадобится напарник, который поможет вам измерить размер фермы. Поместите две лестницы на каждом конце области, которую вы будете измерять. Пока ваш помощник держит другой конец, протяните рулетку вдоль верхней пластины дома, чтобы определить длину, и запишите измерение в футах.Чтобы определить ширину, повторите процесс для ширины верхней пластины.

Сколько стоит ферма на крыше?

Стоимость фермы крыши будет зависеть от нескольких факторов, в том числе от местоположения, размера и сложности вашей крыши. В 2021 году для дома площадью 2000 квадратных футов установка фермы крыши может стоить от 7000 до 12000 долларов. Только на материалы вы можете рассчитывать потратить от 1,50 до 4,50 долларов за квадратный фут площади здания. Свяжитесь с нашей командой, чтобы назначить бесплатную консультацию по замене кровли.

Границы | Разрушения каркаса деревянных каркасных вальмовых крыш при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветров необходима для обеспечения безопасности жильцов, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для населения и страховых компаний. На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых режимов отказа в жилых строениях. Они в первую очередь связаны с системами облицовки кровли и стен, а также с вертикальной траекторией 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). Обрушения крыш жилых домов, а именно отказ соединений крыши со стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, широко изучались из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений. Плотность домов по отношению к другим строениям в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с аварийностью жилья. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети застрахованных убытков от торнадо в размере 32 миллиардов долларов связаны с жилыми строениями (Simmons et al., 2015).

Работа по смягчению повреждений деревянных каркасных жилых крыш важна, потому что 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 проливных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, зарегистрированные во время исследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказа в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов позволяют предположить, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет усовершенствованных подходов к проектированию и инновационных решений.

Стандартизированным методом оценки скорости ветра во время торнадо является расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку непосредственное измерение скорости ветра во время торнадо, как правило, невозможно (Kopp et al., 2012). Текущая версия шкалы EF (Центр ветровой науки и техники, 2006 г.) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами повреждений (DI). Для каждого DI шкала EF использует понятие степени повреждения (DOD).DOD описывают последовательные способы повреждения, которые обычно наблюдаются для конкретных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон предполагаемых скоростей ветра, необходимых для причинения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006 г.; Мехта, 2013 г.). Их можно соотнести со скоростью ветра по шкале EF для оценки интенсивности торнадо от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для домов на одну и две семьи (FR12).DOD FR12, которые имеют отношение к обрушению крыши, — это DOD-4 и DOD-6, которые описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, поскольку он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

Таблица 1 . Описания степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для режимов отказа, представляющих интерес в индикаторе повреждения жилых домов на одну и две семьи (FR12).

На рис. 1 показан пример типичного отказа оболочки, а на рис. 2 — отказ RTWC.Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений крыш сосредоточено на этих двух видах разрушения. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения крыши по шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные виды крупных обрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничено исследованиями, посвященными отказам RTWC. DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 мили в час (таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Центр науки и техники ветра, 2006).ДОД-4 возникает при меньших скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними вальмовыми крышами аналогичной конструкции. На самом деле, в списке FR12 канадской шкалы EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровой крышей 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 обусловлена ​​неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница обусловлена ​​усовершенствованной конструкцией, такой как использование ураганных ремней.Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего изучения, как указали Гавански 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).

Жилые крыши могут быть построены с использованием различных форм и уклонов.Многие из них включают слуховые окна или другие неровности, закрывающие дома неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных в деревянном каркасном строительстве, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и вальмовые 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). Общеизвестно, что вальмовые крыши работают лучше, чем крыши других форм.Анализ хрупкости Kopp et al. (2016), а также Гавански и Копп (2017) даже предположили, что единый DI для жилых построек по шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в расчетной скорости ветра для различных форм крыши, хотя это не было определено количественно. в обследованиях повреждений.

В нескольких предыдущих исследованиях изучались превосходные характеристики домов с вальмовой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), а в некоторых более поздних работах непосредственно изучалось поведение вальмовой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) производительность (Henderson et al., 2013; Копп и др., 2016). Мичем и др. (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 деревянных каркасных крышах. Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и вальмовой крыш, общий подъем крыши и опрокидывающие моменты оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия не является единственной причиной улучшения характеристик вальмовых крыш.

Результаты Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса вальмовой крыши относительно распределения подъемной силы обеспечивает дополнительную устойчивость. Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. Кроме того, вальмовые кровли имеют РПЦ по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются с каркасом только по двум противоположным стенам.Обычно считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки внутри вальмовых крыш эти факторы делают вальмовые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям из-за распространенных видов разрушения крыши. Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

Один из вопросов, возникающих в связи с высокими скоростями ветра, полученными при анализе хрупкости конкретных режимов отказа, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в вальмовых крышах. Другими словами, вместо разрушения RTWC структура выйдет из строя по-другому? Целью данной статьи является изучение возможных дополнительных неизученных режимов отказа и, если они возможны, понимание условий, необходимых для их возникновения.В данной статье представлены анализ и результаты двумерных численных моделей для ферменных и каркасно-вальмовых крыш для изучения этого вопроса. Анализ результатов опроса также используется для подтверждения гипотезы о том, что в вальмовых крышах достаточно распространены другие виды отказов.

Анализ повреждений

Данные о недавних событиях в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, в том числе торнадо Мур, Оклахома 2013 года (EF5) и торнадо Таскалуса, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) 2011 года.Они были предоставлены авторам доктором Дэвидом Преваттом из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, изучая пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их сообщения об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных содержит тысячи изображений повреждений домов, начиная от потери обшивки и заканчивая полным разрушением.

Торнадо в Муре, штат Оклахома, было определено как явление EF5, с повреждениями от EF0 до EF5, наблюдаемыми на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека, а экономический ущерб, по оценкам, составил до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0–EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и можно выделить множество стадий развития повреждения. Обследование, проведенное после этого события, послужило основой для последующих исследований, включая выявление новых методов улучшенного обследования повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенного лабораторного моделирования торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительных нормах Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования по снижению ущерба до уровня DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения характера обрушения шатровой крыши. В данных выявлено много случаев частичного обрушения вальмовой крыши. Как и результаты анализа хрупкости в 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 Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

Рисунок 3 . Обрушение вальмовой крыши в Муре, штат Оклахома, после торнадо EF5 21 мая 2013 г. (A) Обрушение передней поверхности соседних вальмовых крыш с решетчатым каркасом. (B) Разрушение передней поверхности каркасной вальмовой крыши, при этом виден неповрежденный каркас противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой/двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с вальмовой крышей, у которых наблюдаются аналогичные дефекты передней поверхности крыши. RTWC кажутся неповрежденными по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. В правой части фотографии оставшаяся часть крыши провисла, что еще раз указывает на то, что основной каркас вышел из строя. Дома, показанные на рис. 3А, располагались 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). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6 40%, по-видимому, разрушились из-за аналогичных частичных отказов. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя в местах соединения гвоздями между элементами, так как сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо в Джоплине, штат Миссури.

На рис. 3B показан обвал, аналогичный показанному на рис. 3A, но с гораздо более крутой крышей. RTWC кажутся неповрежденными, и видна большая открытая полость, где были удалены элементы каркаса и обшивка. Как и на рис. 3А, очевидно, что эта крыша не пострадала 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 каркасная конструкция, а не та, которая содержала сборные фермы.Судя по имеющимся данным, во многих неудавшихся вальмовых крышах использовался каркас из стержней.

На рис. 3C показано частичное разрушение комбинированной вальмовой/двускатной крыши. Этот отказ уникален среди тех, что показаны на рисунках 3A, B, потому что отказ материала деревянных элементов очевиден. РТК выглядят целыми, нижняя часть кровли утратила только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, кроме обшивки, с левой. В районе пика крыши рама вышла из строя с обеих сторон.Эта конструкция, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или иным образом усилены с помощью прибитых деревянных пластин.

При осмотре повреждений, показанных на рис. 3, и аналогичных повреждений на имеющихся фотографиях становится очевидным, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся виды разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с соседними конструкциями на основе данных было определено, что в некоторых вальмовых крышах при скорости ветра EF2 могут преобладать отказы каркаса, а не отказы RTWC или потери обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь важное значение. Наблюдаемые отказы стержневой рамы особенно наводят на мысль о том, что характеристики крыш с стержневой рамой следует отличать от характеристик ферменных 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 дает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всей дорожкой повреждений 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 оценку по шкале EF в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены булавками с цветовой кодировкой для представления ранжирования по шкале EF. Образец полученной карты показан на рисунке 4.На этой карте показаны две области, проанализированные для получения представленной здесь предварительной статистики. Эти районы были расположены на западном конце пути повреждения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скорости ветра DOD-4 и DOD-6 для жилых крыш. 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, штат Миссури; нынешние регионы исследования выделены белым цветом.

Анализируются две исследуемые области, обведенные белым цветом на рис. 4, и оценивается возникновение различных режимов отказа. Были проверены фотографии повреждений в отмеченных местах, и отмечен предполагаемый вид неисправности. При этом проходе данных каждое отдельное жилое помещение оценивалось на предмет того, было ли повреждение связано с RTWC, обшивкой или отказом каркаса. Помимо повреждения крыши, включены разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изучаемых крыш. Обнаружено, что в области 1 в левой части рисунка 4 находятся дома, которые казались более новыми, большинство из них с крутыми шатровыми крышами и большими основаниями. Дома в Районе 2 в основном кажутся старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

Результаты статистического анализа представлены в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующими повреждениями разрушились из-за частичного разрушения каркаса, а 35% имели признаки разрушения RTWC.На рис. 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых по всему району, а аэрофотоснимок показывает, как обрушение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях самые большие поверхности крыши были удалены, а части конструкции, закрывающие меньшие помещения, остались на месте. Многие из этих построек также имели каркасную конструкцию.

Таблица 2 . Возникновение режимов обрушения крыши жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

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

Возникновение типов отказов в регионе 2 отличается от такового в регионе 1; распределение обрушений кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно считать серьезными обрушениями кровли, т. е. подпадающими под категорию DOD-6.В Регионе 2 у 33 % были обнаружены частичные отказы каркаса, а у 37 и 30 % — отказы RTWC и обшивки соответственно. Чтобы понять прогрессирование повреждения, дома, в которых обрушилась стена, учитываются на основе наблюдаемого типа разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 в 10% домов произошли частичные обрушения каркаса крыши и обрушение стен, а в 8% — разрушение RTWC и обрушение стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стены и крыши требует дальнейшего изучения для выявления причинных последствий каждого режима разрушения крыши.

Сдвиг в возникновении определенных режимов отказа между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако отмечается, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели более низкий скат крыш. Хотя это наблюдение может свидетельствовать о том, что наклон крыши способствует возникновению отказов каркаса, неясно, какие другие факторы могли оказать дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничений в старых домах могло привести к частым обрушениям стен.В примере, показанном на рис. 6, произошло частичное разрушение каркаса крыши. Однако этот отказ мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине обрушившейся крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, сыграли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные обрушения происходят, по крайней мере, так же часто, как и другие виды обрушения кровли. Требуется дополнительная работа, чтобы получить полный набор статистических данных об этих отказах и лучше определить региональные условия, которые могут способствовать их возникновению.

Рисунок 6 . Частичное разрушение шатровой крыши в области 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Аналитический метод

Подход и предположения

Разработан и проверен метод численного моделирования для анализа влияния внутренних нагрузок и прочностных характеристик компонентов деревянно-каркасной крыши при подъеме ветра. После разработки модели для получения усилий на стержнях рассчитываются грузоподъемности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединяются с оценочными значениями пропускной способности элемента.Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме отношения относительной потребности к 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 содержат звенья на пути вертикальной нагрузки, и потенциальные отказы могут возникнуть в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Stevenson (2017).

Различия между методами строительства крыш, такими как ферменный каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности отказа каркаса для каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с возможностями RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми режимами отказа при хорошо установленных скоростях ветра (т. е. DOD-6). Допущение надлежащей конструкции в анализе позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если будет обнаружено, что отказ будет вероятным.В противном случае выводы подтвердят неправильное строительство в домах с наблюдаемыми дефектами.

Анализ спроса и мощности ферменных и каркасных секций крыши

Чтобы понять возможность отказа элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки из-за подъема ветра на элементы каркаса и сравнить их со способностью элементов противостоять этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные режимы отказа.Опубликованная литература содержит подробную информацию о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкциях из стержневой рамы. 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, идентифицируются на основе относительных линейных отношений D/C.Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

Для наблюдения за влиянием линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши силы элементов получаются с помощью моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты каркасных крыш моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, а результирующие осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Stevenson (2017).

Конструкции вальмовой крыши, использованные в анализе

В деревянном каркасном строительстве в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Канадская ипотечная и жилищная корпорация, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или часть 9 Национального строительного кодекса Канады, для определения размеров элементов, расстояния и требований к крепежу.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Директивный дизайн включает в себя как каркасные, так и ферменные крыши, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке на месте. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), проектируются на основе распределения дополнительной нагрузки компаниями, специализирующимися на их производстве. Они становятся преобладающей формой строительства новых жилых крыш, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, стержневой каркас все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из стержневого каркаса. В настоящем исследовании необходимо рассмотреть как ферменные, так и каркасные конструкции, поскольку по имеющимся данным обследования оба типа крыш не выдерживают испытаний.

Двумерный анализ D/C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на фермах, используемых в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Henderson et al. (2013). На рис. 7 показана конструкция фермы. показана только половина фермы из-за симметрии.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с каркасом из стержней, чтобы соответствовать профилю и геометрии плана ферменной крыши из Henderson et al. (2013), чтобы обеспечить точку сравнения.

Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с помеченными узлами и элементами.

Для каркасной крыши раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010 г.) используется для определения соответствующего размещения элементов и требований к размерам, в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Полученная конструкция показана на рис. 8 с размерами элементов и расстоянием между ними. Расположение элементов каркасных крыш приводит к распределению нагрузки между поверхностями и отдельными элементами крыши. Вальмовое стропило передает нагрузки между элементами на соседних поверхностях крыши, а обшивка играет роль в воздействии системы между элементами на одной поверхности. Из-за такой компоновки невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было эффективно сделано для ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ крыши с каркасом из стержней упрощается путем изучения одного типичного нарожного стропила. После осмотра считается, что стропила, расположенные ближе всего к центру крыши, подвергаются наибольшему спросу в условиях давления крыши из-за самых длинных неподдерживаемых пролетов. Ожидается, что центральные нарожные стропила будут испытывать самые высокие моменты и сдвигающие внутренние силы, а их соединения должны будут выдерживать самые большие опорные реакции. Поверхности крыши идентичны, поэтому выбранное нарожное стропило, показанное на рис. 9, представляет собой четыре различных нарожных стропила на крыше.

Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой вальмовой крыши из стержневого каркаса.

Рисунок 9 . Иллюстрация нарожного стропила, выбранного для анализа стержневой рамы.

Численное моделирование деревянных каркасных вальмовых крыш

Стратегия разработки модели в этом исследовании заключается в том, чтобы оценить, можно ли использовать в комбинации более одного аналога упрощенной модели, чтобы получить максимально возможное воздействие нагрузки на каждый элемент фермы. Этот подход был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая мощность каждого элемента с его наихудшим возможным сценарием нагрузки, можно определить все уязвимые элементы, не тратя вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточного количества данных, чтобы сделать возможным нелинейное моделирование.Еще одним преимуществом использования максимальных сил является то, что он может выявить критические условия, которые возможны, но не учитывались ранее.

Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы получается при комбинации двух аналогов модели. В одной из моделей используются все шарнирные соединения, а в другой — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы стенки моделируются вдоль их центроидов.Для случая фермы результаты стержней и совместных усилий извлекаются из обеих моделей и обрабатываются, чтобы обеспечить максимальные значения требований к элементам фермы. Максимальный спрос на стропила с каркасной рамой также получен из двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой с жесткими опорами. В случае стержневой рамы анализ одиночного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы можно было смоделировать выбранное стропило с шарнирным и жестким соединением на опорах, и можно было получить результаты максимальной силы в обоих случаях, аналогично методу, используемому при расчете фермы.

Анализ D/C выполняется с использованием результатов спроса, следующих за моделями фермы при равномерном поднятии 3,25 фунта/дюйма (0,57 Н/мм). Подъемная сила ветра моделируется 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 (Институт проектирования конструкций, 2010 г.) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км/ч). В результате предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D/C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет подъемную силу, при которой ожидается разрушение первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее скорости 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 мили в час не представляет скорость ветра торнадо и требует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек.Тем не менее, некоторые наблюдения могут быть сделаны из литературы, основанной на этом результате. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения пальцев ног при реальной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также расчетными скоростями ветра компонентов и облицовки, 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 расчетная скорость ветра в Morrison and Kopp (2011) увеличивается.

Применяемая скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная с помощью анализа хрупкости Kopp et al. (2016) и Гавански и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в шатровой 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 двумерное исследование сосредоточено на относительных уязвимостях каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками Моррисона и Коппа ASCE 7-05 подтверждает точность методологии.

Расчет емкости

Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальным потреблением в анализе D/C. Фермы в Henderson et al.В шатровой крыше (Henderson et al., 2013) использовались пиломатериалы SPF № 2, соединенные ферменными пластинами MiTek MII-20. Были получены листы данных прочности плиты, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям плиты фермы (Институт исследований в области строительства, 2009 г.), которые используются в расчетах несущей способности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.В этом исследовании для расчетов пропускной способности соединений в этом исследовании используются спецификации Института ферменных плит Канады (2014 г.) для ферм MPC в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) для мощности момента соединения.

Расчеты несущей способности соединения включают определение несущей способности стального листа, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт анкерных плит, 2007 г.; Канадский институт анкерных плит, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения гвоздями двух опорных элементов оцениваются на основе нефакторизованных расчетных значений и уравнений из Канадского справочника по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010).В зависимости от направления нагрузки расчеты требуемой несущей способности включают сопротивление выдергиванию гвоздя и боковое сопротивление.

Уравнения кодовой емкости обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе D/C. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает коэффициенты устойчивости, но обсуждение и результаты испытаний в их исследовании показали, что предложенное уравнение было скорректировано, чтобы включить неотъемлемый коэффициент безопасности, равный 1.5. Этот фактор безопасности удален в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и статьи, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности предоставлены Stevenson (2017). Для справки, на рис. 7 показаны узлы и элементы фермы, маркированные в соответствии с соглашением, использованным при анализе, а на рис. 9 — для смоделированного нарожного стропила.

Результаты спроса и мощности

Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности представлены Stevenson (2017).В настоящей статье крайние отношения D/C для каждого элемента моделей ферм и стропил показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D/C ближе всего к 1, — выделены полужирным шрифтом. Соединения со значениями D/C «Н/Д» либо испытывают сжатие в результатах моделирования, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не через соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как видно, отношения D/C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.

Таблица 3 . Отношение потребности к мощности (D / C) и определяющий режим отказа для смоделированной фермы с подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

Таблица 4 . Отношения стержня и совместной нагрузки к грузоподъемности (D/C) для смоделированной секции стержневой рамы с подъемной силой 2,17 фунта/дюйм (0,38 Н/мм).

Рисунок 10 . Схема расположения отказов в ферме, основанная на результатах анализа зависимости от мощности (D/C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с гвоздями имеет наименьшую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D/C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине соотношением 0,695 в элементе верхнего пояса в стыке 3. Возможные изменения в пути нагрузки, грузоподъемности элементов, геометрии фермы и допусках могут привести к сдвигам в любом из соотношений D/C; однако, поскольку анализ основан на экстремальных значениях спроса на элементы каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D/C приведут к изменениям настоящего вывода. Ожидается, что RTWC с гвоздями почти всегда будут выходить из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод неверен в случае, когда на RTWC используются ураганные лямки. В этом случае отношение D/C для ураганного пояса RTWC составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D/C в верхнем поясе. Применение даже самого простого ремня для защиты от урагана может привести к отказу компонентов каркаса фермы.

Результаты показывают, что при том же ветровом воздействии, что и ферма, нарожное стропило также наиболее уязвимо в месте RTWC с гвоздями. Анализ стержневой рамы не включает грузоподъемность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что введение ремней в RTWC приведет к отказу в стыке 1, поскольку в этом месте относительно высокое отношение D/C. Следующее самое слабое соединение, в стыке 2, состоит из семи гвоздей, соединяющих стропила с потолочной балкой. Он имеет гораздо более высокую мощность около 5000 Н.

Результаты анализа стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают распространенное мнение о том, что RTWC с гвоздями, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом скате.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обоих случаях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможным возникновение других отказов. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки строительства, ухудшающие характеристики элементов и устаревшие стандарты проектирования, в соответствии с которыми были построены старые каркасные дома.

Ограничения

Настоящий статистический анализ и анализ D/C успешно подтверждают гипотезу о том, что отказы каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предлагают некоторые условия, которые могут влиять на режим, при котором деревянная каркасная вальмовая крыша может разрушиться.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы детально понять проблему отказов каркаса, необходимо разработать трехмерные модели, учитывающие распределение нагрузки и влияние обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, которая могла бы помочь в моделировании соединений металлических пластин и каркасных конструкций, было сочтено нерентабельным использование подробных трехмерных моделей в текущем исследовании.

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

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов стержневой рамы

Разрушения каркаса вальмовой крыши, представленные в этом документе, 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 каркасом из стержней; однако прогресс разрушения больших секций кровли четко не определен.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Муре, штат Оклахома, (Graettinger et al., 2014) был отмечен дополнительный вид отказа, связанный со случаем стержневой рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию внешнего каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных распределением нагрузки в конструкциях из стержневого каркаса.

На рис. 11 видно, что произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших участков крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидным, что потолочные балки и потолок под ними целы.Были сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная к ним обшивка. Основываясь на результатах D/C-анализа для случая стержневой рамы, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилами и потолочной балкой. RTWC и соединение вдоль конька крыши при анализе кажутся гораздо более уязвимыми по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные поломки могли произойти из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилами и балкой на верхней плите стены или быть инициированы разрушением верхнего стыка стропил.Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему, каскадному разрушению смежных соединений, что привело к удалению всех лицевых поверхностей крыши после начала разрушения в одной точке.

Рисунок 11 . Примеры частичного обрушения стержневой рамы, обрушения вальмовой крыши с неповрежденными потолочными балками. (A) Полное удаление внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких поверхностей крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Как уже упоминалось, анализ D/C для каркаса из стержней не предсказал, что соединение стропила со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с потолочной балкой.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего отношение D/C равно 0,2. При ближайшем рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты гвозди; однако не похоже, чтобы было больше нескольких гвоздей. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы в соответствии с теми же кодами, 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.

Неисправности, показанные на рис. 11, и многие другие подобные неисправности интересны тем, что они объективно относятся к 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 каркасных конструкций.

Заключение

Наблюдения за обследованием повреждений и статистические оценки, представленные здесь, расширяют существующее понимание обрушения крыш жилых домов и вводят ранее неизученный вид разрушения, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистика наблюдаемых повреждений в выборочных районах из Мура, штат Оклахома, и Джоплина, штат Мичиган, показала, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные режимы разрушения RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как обычно считается, что дома с шатровой крышей более устойчивы к ветровым повреждениям, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичным разрушением каркаса показывают, что шатровая крыша может быть более уязвимой, чем предполагалось ранее.

Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего изучения поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши.Оцениваются как фермы, так и каркасные конструкции, чтобы обеспечить сравнительное исследование двух методов строительства. Результаты двумерного D/C-анализа для случаев с фермами и стержневой рамой были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы о разрушении крыши, происходящем внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования с огибающей нагрузки и анализ D / C продемонстрировали возможность определения мест уязвимости как в ферменных, так и в стержневых секциях крыши при подъеме ветра.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 пострадали от частичного обрушения каркаса крыши.

• Тип конструкции может иметь важное значение для типа обрушения крыши дома. В районах, в которых 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного обрушения каркаса крыши, дома оказались более новой, каркасной конструкции с большой площадью основания и крутыми крышами.В другом районе, где было 33% частичных разрушений, были дома, которые казались более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны с ударами обломков.

• В наблюдаемых крышах с крутым уклоном следует отметить, что многие из наблюдаемых разрушений произошли асимметричным образом, т. е. одна из больших граней крыши разрушилась, а противоположная осталась неповрежденной. В отличие от смоделированной кровли, которая в настоящем анализе подвергается равномерному подъемному давлению, крыши с более крутыми скатами, скорее всего, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренную и подветренную стороны.Влияние изменения наклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет дополнительно изучено, в дополнение к изменчивости прочности и жесткости материала, на более поздних этапах этого исследования.

• Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки каркасных крыш. Эти неисправности предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с каркасной решеткой, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к потолочным балкам и стенам под ними.Потеря внешней оболочки крыши из-за этого вида отказа при осмотре будет классифицироваться как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые необходимы для отказа RTWC, как показано в текущем анализе D/C. Этот вид отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

• Когда используются RTWC с гвоздями, фермы MPC при равномерном поднятии, скорее всего, не выдержат RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка.При поставке ураганных лямок начало разрушения может сместиться на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы отказа в конструкции фермы связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, стыки верхнего пояса (соединение 3) и элемент горизонтального верхнего пояса (TC2) в смоделированной ферме оказались относительно уязвимыми, с отношением D/C 0,70 и 0,66 соответственно, в то время как отношение D/C с гвоздями RTWC был равен 1. Требование, связанное с моментом в элементах верхнего пояса, усиливается растягивающими осевыми силами, наведенными на эти элементы в результате типичного поведения фермы.

• В случае анализа стержневой рамы также было обнаружено, что RTWC с когтями на пальцах ног являются наиболее уязвимым компонентом в двухмерном анализе. Соотношение D/C для RTWC со стержневой рамой составляет 1,129 при том же подъеме, что и для фермы. Тем не менее, верхний стропильный стык также имеет относительно высокое отношение D/C, равное 0,66. Изучение фотографий с обзором повреждений показало, что разрушенные каркасные крыши могли иметь менее прочные соединения, чем это требовалось в проекте.

• Сравнение двухмерных расчетов для ферм и стержневых каркасов показывает, что стержневые крыши содержат более уязвимые элементы.При эквивалентной ветровой нагрузке отношение D/C RTWC фермы составляет 0,98, а RTWC нарожного стропила — 1,12. Это ожидаемо; однако эффект распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.

Вклад авторов

СС является доктором философии. студентка под совместным руководством Г.К. и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной для магистерской диссертации SS. Гипотеза и подход к работе были разработаны совместно авторами.SS выполнил все анализы, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для представления под непосредственным руководством GK и AA. GK и AA посоветовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, обеспечивая надлежащее расследование и решение вопросов, связанных с точностью или целостностью любой части работы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы 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). Постоянная поддержка со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Пола Ковача (ICLR) выражается с благодарностью. Авторы также признательны Drs. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руэшу (Университет Оберн) за предоставление данных обследования повреждений, ценных предложений и соответствующей литературы, а также Национальному научному фонду (NSF) за финансовую поддержку полевых исследований, приведших к возникновению их повреждений. данные опроса.Вышеупомянутые исследования повреждений были поддержаны исследовательским грантом NSF 1150975 и программой грантов NSF RAPID.

Каталожные номера

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

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канадская ипотечная и жилищная корпорация.(2014). Строительство деревянных каркасных домов в Канаде , 3-е изд. Канада: Правительство Канады.

Академия Google

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

Академия Google

Канадский совет по древесине/Канадская ассоциация стандартов. (2010). Руководство по проектированию деревянных конструкций: полный справочник по проектированию деревянных конструкций в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по дереву.

Академия Google

Гавански, Э., и Копп, Г.А. (2017). Оценка хрупкости отказов соединения крыши со стеной деревянных каркасных домов при сильном ветре. J. Риск неопределенности Eng. Сист. 3. doi:10.1061/AJRUA6.0000916

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

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

Академия Google

Хендерсон, Д. Дж., Моррисон, М. Дж., и Копп, Г. А. (2013). Реакция узловых соединений крыши к стене на экстремальные ветровые нагрузки в полномасштабной деревянно-каркасной вальмовой крыше. англ. Структура 56, 1474–1483. doi:10.1016/j.engstruct.2013.07.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

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

Академия Google

Копп, Г. А., Хонг, Э., Гавански, Э., Стедман, Д., и Силлс, Д. М. (2016). Оценка скорости ветра на основе наблюдений за ущербом от торнадо Ангус (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. Дж. Гражданский инж. 44, 37–47. doi:10.1139/cjce-2016-0232

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Копп, Г. А., Моррисон, М. Дж., и Хендерсон, Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов с реалистичными ветровыми нагрузками. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 104–106, 25–39. doi:10.1016/j.jweia.2012.01.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Льюис, С. Л., Мейсон, Н. Р., Крамер, С. М., Верт, Д. К., О’Реган, П. Дж., Петров, Г., и др. (2006). «Проектирование соединений деревянных ферм с металлическими пластинами на момент», в 9-й Всемирной конференции по деревообработке (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

Академия Google

Мичем, Д.(1992). Улучшение характеристик вальмовых крыш при сильном ветре – тематическое исследование. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 43, 1717–1726 гг. дои: 10.1016/0167-6105(92)-V

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мичем, Д., Сарри, Д., и Давенпорт, А. Г. (1991). Величина и распределение ветровой нагрузки на вальмовые и двускатные крыши. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 38, 257–272. дои: 10.1016/0167-6105(91)

-Y

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

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

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Моррисон, М.Дж., и Копп, Г.А. (2011). Эффективность соединений пальцев ног при реалистичной ветровой нагрузке. англ. Структура 33, 69–76. doi:10.1016/j.engstruct.2010.09.019

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Преватт, Д. О., Колбурн, В., Греттингер, А. Дж., Пей, С., Гупта Р. и Грау Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Исследование структурных повреждений и аргументы в пользу строительных норм и правил , устойчивых к торнадо. Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Академия Google

Преватт, Д. О., ван де Линдт, Дж. В., Греттингер, А. Дж., Колбурн, В., Гупта, Р., Пей, С., и соавт. (2011). Исследование повреждений и будущее направление проектирования конструкций после торнадо в Таскалузе в 2011 году . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

Академия Google

Рамсейер, К., Флойд, Р., Холлидей, Л., и Росвурм, С. (2014). «Влияние систем поперечной нагрузки на повреждения и живучесть жилых построек, пострадавших от торнадо Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Бостон, Массачусетс: ASCE), 1484–1507.

Академия Google

Симмонс, К.М., Ковач, П., и Копп, Г.А. (2015). Уменьшение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат на усовершенствованные строительные нормы и правила в Оклахоме. Климат погоды. соц. 7, 169–178. doi: 10.1175/WCAS-D-14-00032.1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Спаркс, П.Р., Шифф, С.Д., и Рейнхольд, Т.А. (1994). Ветровое повреждение ограждающих конструкций домов и вытекающие из этого страховые убытки. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 5, 145–155. дои: 10.1016/0167-6105(94)

-Х

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Стандохар-Альфано, К.Д., и ван де Линдт, Дж.В. (2016). Анализ риска торнадо для повреждения крыш жилых домов с деревянным каркасом в Соединенных Штатах. Дж. Структура. англ. 142. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001353

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Стивенсон, С.А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных жилых крыш под действием ветровой нагрузки . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.

Академия Google

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

Академия Google

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

Академия Google

Институт анкерных плит Канады. (2014). Процедуры проектирования ферм и технические условия для деревянных ферм, соединенных легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, Онтарио: TPIC.

Академия Google

Ван де Линдт, Дж. В., Пей, С., Dao, T., Graettinger, A., Prevatt, D.O., Gupta, R., et al. (2013). Философия проектирования торнадо на основе двух целей. Дж. Структура. англ. 139, 251–263. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000622

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ветротехнический научно-технический центр. (2006). Рекомендация для усовершенствованных весов Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

Академия Google

.