Стропильная система вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Вальмовая крыша, пожалуй, самый популярный вид четырехскатной кровли. Она подходит для перекрытия частных домов большой и малой площади, бань, даже беседок. Узнаваемую геометрию ей придает стропильная система вальмовой кровли, совокупность опорных элементов, работающих как каркас.

Содержание статьи

Сложность данной конструкции заключается в большом количестве составных частей и узлов крепления, требующих особых навыков и опыта. Эта статья ответит на вопросы о том, из чего она состоит, какие материалы используют для строительства, а также как выполняют монтажные работы.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша относится к четырехскатному типу, то есть образована из четырех скатов, плоскостей, имеющих одну общую сторону. Два ската, заменяющие собой фронтоны, называют вальмовыми или торцевыми, они имеют треугольную форму. А два других, в виде трапеций, обозначают термином фасадные.

Линия, в которой сходятся все четыре ската – конек, самая высокая часть крыши. Конструкция вальмового типа состоит из:

1. Вальмовых скатов, которые имеют форму треугольника, располагаются на месте, принадлежащем фронтонам.
2. Фасадных скатов трапециевидной формы.
3. Конька, линии, которую образуют верхнее соединение стропильных пар, вершины вальмовой крыши.
4. Свеса, выступающей за пределы периметра дома части крыши, образованной за счет длины стропильных ног или кобылок. Он защищает поверхность стен от талой и дождевой воды.
5. Стропильной системы вальмовой крыши, каркаса несущего и распределяющего вес кровельной конструкции.
6. Кровельного материала, покрытия, которое настилают на стропильные ноги вальмовой крыши для защиты от атмосферных осадков.
7. Водостока, системы отведения воды, скапливающейся на крыше. Он состоит из желоба, водоприемной воронки и водосточной трубы и переносит влагу с поверхности крови к ливневой канализации.
8. Снегозадержателей, элементов, не дающим снежным массам, накопившимся на крыше, обрушиваться и травмировать проходящих мимо людей.

Виды стропильной системы

Стропильная система вальмовой кровли может быть трех типов, в зависимости от того, как располагаются стропила:

• Висячего. Это означает что стропила имеют опору на две точки: в верхней части на коньковый прогон, а в нижней на мауэрлат. Висячая стропильная система испытывает нагрузки на прогиб, сжатие и распирание. Все эти силы оказывают на нее дестабилизирующее действие, поэтому необходимы дополнительные компенсирующие элементы – затяжки, ригели, бабки. Они усложняют конструирование и монтаж вальмовой крыши, поэтому опытные кровельщики советуют отказаться от висячих стропил, если есть такая возможность.
• Наслонного. При таком типе стропильной системы вальмовой крыши, стропила имеют опору на три точки: вверху на конек, в середине на стойку, а внизу на мауэрлат. Стойки устанавливают на внутренние несущие стены. Дополнительные вертикальные опоры снижают прогиб стропильных ног и ликвидируют распирающие усилие. Поэтому наслонную систему считают надежнее и устойчивее висячей, а кроме того более простой в монтаже.
• Комбинированного. Этот термин означает что стропильная система состоит из чередующихся наслонных и висячих элементов. Это возможно, если в качестве опоры для стойки используют не внутреннюю несущую перегородку, а столб или колонну. Крыша получается открытого типа, то есть все балки и стойки не скрыты обшивкой, а видны.

Важно! При помощи висячей стропильной системы можно перекрыть строение не больше 6 метров шириной. Использование наслонных стропил с одной дополнительной опорой увеличивает это расстояние до 12 м, с двумя – до 18 м.

Используемый материал

Стропильная система крыши вальмового типа состоит из множества составных частей, которые отражает чертеж, они изготавливают из следующих материалов:

1. Из металла. В таком случае используют уголки и двутавры из оцинкованного металла. Это прочный, коррозионностойкий, долговечный материал, который выдерживает большие нагрузки. У металлических стропил есть ли два существенных минуса – значительный вес и высокая стоимость. Поэтому используют металл в строительстве крыши крайне редко, особенно в частном домостроении.

2. Из древесины. Чаще всего применяют дерево твердых хвойных пород, например, сосны. Преимущества очевидны – легкий вес, невысокая цена, простота в обработке. Слабое место деревянной стропильной системы – это подверженность гниению, действию микроорганизмов и вредителей. Однако, эта проблема решается обработкой антисептическими составами. Кстати, те, кто заботится о пожарной безопасности, применяют еще антипирены.

Правильно обработанное и подготовленной дерево – прекрасный материал для изготовления стропильной системы. Работать с ним гораздо проще, он не требует специального инструмента. А приятная цена позволит снизить затраты. Тем более металлический каркас крыши могут позволить себе лишь те, кто уверен в запасе прочности фундамента.

Элементы системы

В зависимости от площади и особенностей планировки дома, стропильная система вальмовой крыши приобретает различные виды, но основу ее составляют следующие элементы:

1. Мауэрлата, представляющего собой брус сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Его задача – равномерное распределение веса кровельной конструкции по периметру несущих стен. К мауэрлату крепят нижние части стропильных ног.
2. Лежня, изготовленного из бруса толщиной 100 мм и более, который выполняет функции мауэрлата на внутренних несущих перегородках. На лежень монтируют стойки.
3. Конькового прогона, деревянный брусок, на который опираются верхние части стропильных ног. Его соединяет собой вертикальные стойки.
4. Диагональных стропил, формирующих ребра вальмовых скатов. Их крепят таким образом, что они продолжают конек и расходятся к углам дома. Всего в вальмовой крыше четыре диагональных стропильных ноги, их крепят к коньковом прогону и мауэрлату. Эти стропильные ноги имеют большую длину и подвергаются большим нагрузкам, поэтому их толщина должна быть в два раза больше рядовых.

5. Рядовых стропил, которые служат опорой трапециевидных скатов. Для изготовления используют доски размера 50х150 мм или 100х150 мм. Верхняя часть рядовых стропильных ног опирается на коньковый прогон, а нижняя на мауэрлат. Шаг между ними берется 60-120 см, на его размер оказывает влияние применяемый утеплитель и вес кровельного материала.
6. Нарожников, укороченных стропил, прикрепляемых одной стороной к диагональным, а другой к мауэрлату. Расстояние между нарожниками не должно превышать 70-80 см, а размеры пиломатериала не имеют особого значения, так как нагрузка на них не велика.
7. Стоек, то есть вертикально расположенных опор из бруса. Стойки устанавливают на лежень, они подпирают стропильную ногу в средней части или коньковый прогон в зависимости от характера использования чердачного помещения.
8. Затяжек, горизонтальный перемычек между ногами каждой стропильной пары. Затяжки стягивают стропила, снимая распирающую нагрузку на стены. Расположенную высоко у конька затяжку называют ригель, а низкорасположенную используют как балку перекрытия.
9. Подкосов, подстропильных ног, которые располагают под углом к стропилам для уменьшения их прогиба под собственным весом.
10. Шпренгелей, вертикальных подпорок диагональных стропил. Конструкции с вертикальными стойками и горизонтальными схватками называют шпренгельные фермы.

Обратите внимание! Некоторые элементы стропильной системы вальмовой крыши имеют значительную длину. А стандартный размер пиломатериалов из дерева ограничен шестью метрами. Чтобы выйти из этой проблемной ситуации, кровельщики изготавливают клееные или наборные стропила, составленный из двух или трех частей.

Монтаж мауэрлата

Монтаж мауэрлата – отправная точка создания стропильной системы для вальмовой кровли. Правильная установка обеспечит надежное основание для стропил. Во время строительства дома из бруса или бревна роль мауэрлата выполняют верхние венцы. В сооружениях из кирпича, газосиликатных блоков его крепят следующим образом:

• На верхнем срезе стен налаживают опалубку и заливают бетонный, усиленный арматурой пояс, в который вмуровывают металлические шпильки.
• Мауэрлатный брус обрабатывают антисептиком глубокого проникновения и изготавливают в нем отверстия под шпильки. При чем расположение отверстий рассчитывают таким образом, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног, а находились между ними.
• После застывания бетонного пояса, которое происходит в течении 2-3 дней, на него монтируют гидроизоляцию. Эти функции обычно выполняет сложенный в два соя рубероид.
• Мауэрлат укладывают на гидроизоляцию и притягивают металлическими шпильками.

Обратите внимание, что большое количество отверстий снижают прочность мауэрлата, провоцируют появление трещин, дефектов, снижая его опорные функции. Запомните, в мауэрлате никогда не выполняют выпилы под стропила, нарушать его целостность нельзя!

Этапы сборки

Результат расчета, произведенного вручную или программой, фиксируют, создавая чертеж, котором отражают размеры и взаимное расположение элементов стропильной системы, а затем начинают собирать ее согласно следующему плану:

• Устанавливают мауэрлат и лежень описанным в предыдущем пункте способом. На лежень монтируют стойки, чтобы не сохранить их вертикальное расположение используют временные подкосы, углы проверяют строительным уровнем. На стойки с помощью металлических уголков или гвоздей прикрепляют коньковый прогон.
• Если этого требует проект ставят подкосы из бруса. Верхнюю часть приколачивают гвоздями у середине стропил, а нижнюю к стокам.
• Устанавливают диагональные стропила. Осуществляют двойную врезку под углом 45 градусов, присоединяя их к коньку гвоздями. Нижнюю часть ноги крепят к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна.

• Усиливают диагональные стропила шпренгельными фермами. Стягивают смежный стороны мауэрлата схваткой, упирая в нее нижнюю часть шпренгеля. Верхнюю часть подставляют под диагональные стропила.
• Монтируют рядовые стопила. Сначала устанавливают фронтальную и тыльную пару ног, между ними натягивают тросик и, выравнивая по нему, укладывают остальные.

• Устанавливают нарожники. Берут одну доску, примеряют, размечают на ней выпилы под мауэрлат и диагональные стропила. Половину нарожников изготавливают по этому лекалу, а остальные в зеркальном отображении. Прикрепляют с помощью гвоздей или уголков. Концы стропил оставляют неподрезанными.
• Между диагональными стропилами натягивают нить и подравнивают стропила таким образом, чтобы их длина формировала свес 40-50 см. Монтируют ветровую доску.

• Настилают обрешетку. Схема обрешетки выбирается согласно рекомендациям к конкретному типу кровельного материала. Для мягкой, рулонной кровли изготавливают сплошную из листов ОСБ, а для металлочерепицы и профнастила подходит решетчатая обрешетка.

Грамотный расчет, подробный чертеж и качественная установка – залог долгой службы и надёжности стропильной системы крыши.

Видео-инструкция

Стропильная система вальмовой крыши: схема, специфика устройства

Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.

Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.

Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.

Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.

Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.

По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».

В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.

Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.

Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т. к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.

Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.

Направление установки стало причиной получения второго технологического названия — «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.

Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:

• Рядовые стропильные ноги, опирающиеся нижней частью на мауэрлат или на балки перекрытия. В соответствии с типом опоры они могут быть висячими или наслонными.
• Диагональные стропилины, соединяющие углы крыши и края конькового прогона. Отметим, что используют их не только в обустройстве выпуклых углов вальмовых крыш, но и в сооружении вогнутых углов ендов.
• Нарожники, формирующие плоскости вальм и примыкающих к накосным стропилам частей больших скатов.

Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.

Диагональные стропильные ноги

Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.

Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:

• Позволяет без риска увеличить нагрузку за счет удвоенного сечения несущего элемента.
• Предоставляет возможность получить диагональный элемент конструкции любой длины без ослабленных наращиванием участков.
• Устраняет необходимость в целенаправленной покупке бруса для накосных стропил.

Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.

Опоры для диагональных стропилин

Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.

В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:

• Стойка, устанавливаемая вертикально прямо на перекрытие. Между ней и перекрытием прокладывается кусок гидроизоляции, если стойке предстоит упираться в железобетонную плиту.
• Подкос. Устанавливается, как и положено подкосным стропилинам, под углом, размеру которого позволено варьировать в пределах от 45º до 53º. Особого значения величина наклона не играет. Важно, чтобы сам подкос поддерживал стропилину на наиболее нагруженном участке. Нижнюю пятку подкоса упирают в лежень.
• Шпренгель. Представляет собой Т-образную короткую балку из бруса, перевернутую низом вверх. Используется в устройстве больших пролетов, нуждающихся в двух и более усиливающих опорах. Устанавливается шпренгель так, чтобы его основание было перпендикулярно накосной стропилине. Располагают его в нижней части большого пролета ближе к углу крыши. Вместо шпренгеля может быть использована обычная короткая стойка.

Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.

С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:

Нюансы опирания накосных стропилин

Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:

• В стропильных конструкциях с одним прогоном вдоль центральной оси крыши диагональные стропильные ноги опирают непосредственно на консоли прогона.
• В стропильных системах с двумя прогонами и дощатыми стропильными ногами диагональные стропилины опирают на шпренгель, который в свою очередь опирается на оба прогона.
• В стропильных каркасах с двумя прогонами и стропилинами из бруса кроме шпренгеля применяется прибоина – дощатый коротыш, сшивающий рядовые стропильные ноги в зоне конька. Толщина усиливающего коротыша от 5 и более см.

Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.

Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.

Нарожники и способы их устройства

Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.

Монтаж нарожников может производиться:

• Посредством врубки. В накосах выбирают гнезда так, чтобы полуноги смежных скатов не располагались друг против друга. Рекомендовано, чтобы между врубками расстояние было минимум 20см. Поэтому в шаге установки нарожникам позволено смещаться, чтобы не вырубать гнезда в одной точке.
• Путем установки черепных брусков, служащих опорами для полуног. Бруски 50×50мм наращиваются вдоль нижних граней с обеих сторон диагональной стропилины. Их наличие позволяет отказаться от врубок, ощутимо ослабляющих несущий элемент.

Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.

Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.

Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.

Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.

Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.

Этап 1: Моделирование и проектирование

Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.

Инструкция для упрощенного проектирования:

• Измеряем ширину/высоту/длину строения. Согласно данным вычерчиваем профиль и анфас строения на листе бумаги в масштабе, например 1:50. Это значит, что все размеры необходимо будет поделить на 50. Т.е. стена домика с размерами 5×2,5м на самодельном чертеже будет изображена в виде прямоугольника со сторонами 10×5см. Если мелковато выходит, масштаб можно выбрать покрупней — 1:40, 1:25 и т.д. Готовый эскиз желательно продублировать пару раз в запас.
• Выбираем оптимальную высоту крыши и угол ее крутизны. Для этого на одном из дублей эскиза рисуем несколько вариантов абриса крыши. Определяем наиболее удачный и измеряем транспортиром угол наклона будущих скатов.
• Отмечаем на дубле эскиза точки установки наслонных стропилин, это шаг. Обе стенки нам необходимо разделить на равные отрезки. Необязательно, чтобы шаг установки под вальмовым и пятиугольным скатом был одинаковым.   В примере расстояние между стропильными ногами на обеих стенках строения равно 20 дюймам, это 50,8 см. По факту шаг установки может варьировать от 0,4 до 2,1м. Однако отметим, что слишком часто установленные стропила увеличат в разы расход материала, а слишком редко заставят усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
• Определимся с длиной конька. Нарисуем его на дубликате шаблона, учитывая, что коньковый брус должен связывать цельное количество пар стропилин. Отложим от обоих краев длинных стен равные расстояния.
• Все результаты переносим на основной лист и подсчитываем, сколько понадобится материала. Длину стропилин считаем по внешним сторонам с учетом длины карнизных свесов по 40-50см. Расход фанеры рассчитываем по количеству цельных панелей, приходящихся на каждую плоскость четырехскатной крыши.

По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.

Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.

Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши

Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.

Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:

• К сопряженным с вальмами стенкам постройки прибиваем по вспомогательной доске, один край которой должен совпасть с центральной осью. Между досками натягиваем шнурку, повторяющую центральную ось.
• Примеряем пару стропилин к торцу строения. Пересекаться они должны прямо под шнуркой. Очерчиваем по факту линии спилов верхних пяток, не забывая, что между стропильными ногами будет прогон толщиной 5см.
• По полученным шаблонам заготавливаем наслонные стропилины.
• Устанавливаем попарно стропильные ноги по меткам основной части системы. Временно крепим одним гвоздем.
• Устанавливаем коньковый прогон между верхними пятками, которые до этого свободно опирались друг на друга.
• Прибиваем гвоздями стропилины к прогону.
• К мауэрлату или верхнему венцу домика низ стропилин прикрепляем металлическими уголками.

Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.

Этап 3: Сооружение вальмовых скатов

Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:

• Примеряем к скату первую накосную стропилину, отмечаем по факту линию спила. Нижняя часть стропилины должна точно проходить через угловую точку разметки.
• Отпиливаем отмеченные излишки. Прибиваем гвоздями диагональную ногу к коньковой консоли, низ фиксируем уголками.
• Аналогично поступаем с остальными тремя накосами.
• Заполняем вальмовый скат нарожниками, предварительно примерив каждую деталь к положенному месту и отпилив излишки.
• Устанавливаем нарожники пятиугольных скатов.

По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.

Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.

По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

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.

Вальмовая крыша — стропильная система, фото, видео

Вальмовая крыша фото

Трудно спорить с мнением, что крыша служит для здания не только защитой, но и важным элементом дизайна. Поэтому, наряду с обеспечением потребительских качеств, конструкцию и вид этой части здания подбирают соответственно общему стилю и проекту дома.

Классические двухскатные кровли постепенно уступают более сложным и необычным — четырехскатным и ломанным. Вальмовые крыши, конструкция которых сложнее, чем у двухскатных, имеют перед ними существенные преимущества.

Преимущества вальмовой крыши

Благодаря отсутствию вертикальных фронтонов вальмовая конструкция обладает меньшим сопротивлением ветровым нагрузкам. За счет наличия водостоков по всему периметру здания, стены меньше подвержены разрушению от воды и осадков.

В отличие от «палаточной» двухскатной кровли, конструкция вальмовой крыши более жесткая, прочная и не создает горизонтальных «распирающих» нагрузок на боковые стены дома.

3d проект дома с вальмовой крышей

За счет прочности конструкции появляется возможность обеспечить более длинные свесы кровли, что создает еще большую защиту стен и фундамента от потоков дождя. Вальмовая кровля, конструкция которой отличается повышенной сложностью, с точки зрения архитектуры — гораздо привлекательнее обычной двускатной.

Недостатки вальмовой конструкции

Несмотря на такой внушительный перечень достоинств, не каждый проектировщик берется за реализацию вальмовой схемы. Объясняется это сразу несколькими факторами:

1. Стропильная система вальмовой крыши и ее расчет на порядок сложнее кровли с двумя скатами.
2. Для постройки «вальмы» требуется большее количество стропильных элементов.
3. Стоимость материалов и стоимость работ существенно больше.
4. Покатые скаты кровли со всех четырех сторон сильно ограничивают подкровельное пространство, оборудовать там жилую зону становится довольно проблематично.
5. Короткие стропила вальмовой крыши очень нагружены и их приходится делать из двойного или более толстого бруса.
6. Мансардные окна на покатой поверхности кровли — отдельная, и довольно сложная задача, требующая специальных инженерных решений.

Конструктивные особенности и разновидности вальмовых крыш

Рассмотрим, чем отличается вальмовая крыша, что это такое, и каковы особенности её строения. Существует довольно много разновидностей вальмы, но все они являются модификациями одной из четырех конструкций.

Шатровая

Все ребра кровли сходятся в одной точке, поэтому коньковый брус отсутствует. Шатровые крыши не очень практичны и применяются преимущественно на культовых или хозяйственных сооружениях.

Шатровая вальмовая крыша фото

Классическая прямая вальма

Угловые стропила попарно сходятся к одной точке на коньке. Боковые поверхности кровли представляют собой трапеции, а фронтальные — треугольники. Эта конструкция наиболее распространена, и пользуется самой высокой популярностью. Устройство вальмовой крыши такого вида, ее расчет и процесс возведения проще чем шатровой или ломанной, а потому её возведение возможно без помощи специалистов.

Полувальма

Отличается тем, что фронтальные части кровли по высоте меньше, чем боковые. Существует два варианта полувальм — датский и голландский. Различия между ними хорошо видны на рисунке ниже. Полувальмовые крыши используют для увеличения чердачного объема или для создания мансардного жилого пространства. Вальмовая крыша, фото которой представлено ниже, широко применяется и в нашей стране.

Конструкция вальмовой крыши с фронтонами

Ломанная вальмовая крыша

Представляет собой сложную конструкцию с включением дополнительных декоративных элементов, множества переломов поверхности кровли и т.д. Ярким примером таких кровель могут служить традиционные здания в японском или китайском стиле. Учитывая сложность расчета и монтажа, повышенный расход материала и стоимость работы, такие конструкции сегодня встречаются довольно редко.

Ломанная вальмовая крыша фото

Расчет вальмовой крыши

Расчет конструкции кровли лучше всего поручить специалисту. Но для предварительной оценки его можно сделать и самому.

Виды стропильных систем для вальмовой крыши

Расчет ведется по каждой плоскости отдельно. Результаты расчетов складываются, и вы получаете общую картину по всей крыше. Полученные данные понадобятся для выбора материалов для стропильной системы, расчета нужного количества кровельных материалов и оценки их весового давления на каркас. Это позволит приблизительно оценить стоимость стройматериалов и трудозатраты на возведение вальмовой крыши.

Чем точнее проведены расчеты — тем точнее вы будете понимать, как построить вальмовую крышу своими руками, и тем лучше будет конечный результат. Затраты времени на то, чтобы вникнуть в методику и провести сами вычисления, вернутся сторицей в виде экономии средств и времени на этапе возведения самой кровли. Мало того, овладев методикой расчетов, вы еще на этапе планирования сможете оценить возможность самостоятельного изготовления такой кровли и подобрать такой вид кровельных материалов, с которым сможете справиться самостоятельно.

Расчет вальмовой крыши по площади сторон

Устройство стропильной системы

Если расчет готов, и будет монтироваться вальмовая крыша своими руками, чертежи необходимо составлять с особой точностью и учетом дополнительных элементов.

Подбираем стропила вальмовой крыши

Так как строительство вальмовой стропильной системы сложнее, чем у двускатной крыши. Вам придется воспользоваться специальными приспособлениями, подпорками и временными крепежными элементами для поддержки угловых стропил для их центровки и правильного расположения по отношению к коньку и другим ребрам.

Стропильная система вальмовой крыши — схема

Такую работу в одиночку не сделаешь — требуются помощники, дополнительные приспособления, возможно подъемные лебедки или механизмы, особенно если здание более одного этажа. Даже если вы выбрали классический прямой вариант кровли, для монтажа рекомендуется воспользоваться услугами опытного мастера, хорошо знающего, как сделать вальмовую крышу своими руками.

При строительстве следует учитывать, что диагональные элементы всей конструкции существенно длиннее обычных стропильных ног. Ориентировать эти элементы нужно максимально точно. На них будут опираться короткие стропила фронтальных и боковых скатов, называемые «нарожниками».

Вальмовая крыша своими руками, чертежи

Не следует забывать, что в среднем угловые стропила удерживают вес в полтора раза больше, чем длинные ноги боковых скатов. Малейший перекос диагональных «ребер» ведет к изменению весовой нагрузки по длине бруса, что может привести к конечному перекосу всей каркасной конструкции под действием веса кровельного покрытия, в расчет к которому важно добавлять норму «снеговой нагрузки» для вашего региона.

Для усиления конструкции диагональный брус сбивают из двух более тонких досок. Существует и другой вариант — два стандартных бруса соединяют между собой шпильками.

Спаривание элементов имеет свои преимущества:

• за счет этого метода можно сделать брус любой длины;
• жесткость на изгиб у спаренного бруса значительно выше, чем у обычного;
• стоимость толстых досок гораздо ниже стоимости хорошего бруса;
• спариванием можно легко добиться любого поперечного сечения стропила.

Вальмовая крыша: стропильная система и возможность усиления её конструкции

Для обеспечения нужного уровня прочности стропильная система вальмовой крыши усиливается дополнительными элементами.

Под диагональные стропила устанавливают опоры. Если длина диагональной ноги слишком велика — то две опоры, размещая их через треть длины бруса. Если есть возможность — опоры можно заменить косыми распорками — подкосами.

Промежуточные стропила крепятся к коньковой доске и к мауэрлату. Для крепления к мауэрлату делается зарез или стягивание при помощи металлических уголков.

Устройство вальмовой крыши своими руками

Нарожники накладываются на диагональные стропила с одним и тем же шагом. Это обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Очень важно обеспечить симметричность размещения нарожников на диагональных ногах. Для этого разметку делают по деревянному шаблону, в качестве которого используется любая подходящая рейка или отрезок фанеры. На шаблоне карандашом наносятся метки взаимного расположения элементов при первом монтаже. Все остальные углы монтируются по этим меткам.

Для фиксации расположения элементов доски подрезаются по месту. Если такой возможности нет — фиксацию нужно делать при помощи накладных металлических пластин, стягивая все металлическими шпильками или болтами. Крепление на винты со временем ослабевает и такой метод для стропильной системы нежелателен.

Вальмовая крыша — стропильная система фото

Обрешетка также задает стропильной системе дополнительную жесткость, но одновременно с тем, является источником дополнительной весовой нагрузки. Поэтому толщину досок для обрешетки выбираем с небольшим запасом под желаемый кровельный материал.

Чаще всего на обрешетку идут бруски 40х40 или 50х50 мм. Но под мягкую кровлю рекомендуется обрешетку делать из фанеры или ДСП. Шаг размещения досок обрешетки диктуется типом кровли и обычно указывается производителем на упаковках этого материала.

Итог

Устройство вальмовой крыши своими руками процесс трудоемкий и требующий тщательной подготовки. Нельзя забывать, что качество сборки крыши является залогом сохранности всего здания. Поэтому отнеситесь к данному вопросу со всей ответственностью и вниманием, а если на каком-либо этапе строительства вам не хватает навыков, обратитесь к специалистам.

Вальмовая крыша своими руками чертежи и порядок работы

Вальмовая крыша часто используется в архитектурных решениях загородных домов, построенных в европейском стиле. Ее конструкция не только надежна, но и весьма эстетична. Причем, принимая за основу даже самый простой ее вариант, можно разнообразить его различными элементами, которые станут для всего строения своеобразным украшением и признаком изысканности стиля.

Вальмовая крыша своими руками чертежи

Вальмовая крыша своими руками чертежи которой нужно подобрать или подготовить заранее, может быть выполнена и самостоятельно, но одному мастеру с таким объемом и сложностью работ явно не справиться.

Что такое вальмовая крыша?Так выглядит простейшая вальмовая крыша

Самая распространенная простая схема вальмового типа крыши состоит из четырех скатов, два из которых имеют форму треугольника — их и называют «вальмами». Они располагаются по торцам здания и соединяют конек с карнизом. Две фронтальных плоскости в форме трапеции имеют большую площадь и скат, который также располагается от конька и до карниза.

Вальмовая крыша — вид сверху

Нужно отметить, что бывают полувальмовые крыши — их еще относят к голландскому виду. В этом случае при строительстве карнизы торцевых скатов располагают намного выше фронтальных. Монтаж такой крыши, как правило, производят в тех случаях, когда в ее мансардном пространстве устраивают жилое помещение.

А такая крыша именуется полувальмовой

Основы конструкции вальмовой крыши

Традиционная вальмовая система состоит из определенных узлов и элементов, которые монтируются всегда одинаково и являются основой для более сложных крыш этого вида. На данном рисунке представлена именно такая конструкция, включающая в себя следующие детали:

Примерная схема вальмовой крыши

1 — Угловое стропило или ребро всегда располагают под меньшим углом, чем такие же, но промежуточные элементы системы. Для такой конструкции крыши, как для боковых, так и промежуточных стропил подойдут доски, имеющие сечение 50×150 мм.

2 — Короткие стропильные ноги закрепляются не на коньке, а на угловой стропильной доске. Они должны иметь такой же уклон, как и промежуточные стропила.

3 — Конек в данном случае имеет такой же размер в сечении, что и стропильные ноги.

4 — Стропила, которые сходятся и стыкуются на углах конька с трех сторон, называют центральными стропилами.

5 — Промежуточными стропилами называются ноги, соединяющие конек и обвязку, проходящую по верхней части строения, и образующие карниз.

На следующей схеме, кроме уже упомянутых, можно увидеть устройство других элементов конструкции.

Конструктивные элементы вальмовой крыши

• После стропил можно рассмотреть стойку, которая поддерживает конек и устанавливается на соединении двух стропил и коньковой балки. Эти элементы используются не всегда, иногда их просто заменяют другими подпорными деталями, например, в тех случаях, когда пространство под крышей должно быть свободным, если в нем планируется устроить комнату.
• Затяжка является скрепляющим стропила элементом. Чаще всего она же выполняет роль балки перекрытия.
• Кобылка монтируется к установленным стропильным ногам для увеличения свеса крыши, который станет защитой от атмосферных осадков для промежутка под крышей и верхней части стен.
• Ветровую балку крепят на стропила наискось с той стороны крыши, которая считается ветреной. Иногда ее устанавливают и на оба трапециевидных ската.
• Нарожник или короткая стропильная нога используется только в вальмовой конструкции и крепится к угловому стропилу.
• Мауэрлат присутствует в любой стропильной системе и представляет собой брусок, который крепится по всему периметру стен строения.
• Шпренгель — это еще одна деталь системы, придающая ей жесткость и снимающая нагрузку со стен. Его устанавливают по диагонали, относительно углов здания и закрепляют на мауэрлат.
• Подкосы устанавливают под разным углом к стропильным ногам, в зависимости от того, будет ли задействована мансарда для создания дополнительной комнаты.
• Ребро, диагональные или боковые стропила, могут быть установлены, как с одной торцевой стороны крыши или с двух ее стороны, в зависимости от задуманной конструкции.
• Прогонами в данном случае называют расстояние между креплением стропил к коньковой балке — оно будет зависеть от веса выбранного материала кровли и предполагаемой снеговой нагрузки в местности постройки.

Этапы работы по монтажу вальмовой крыши

Если для крыши дома выбрана вальмовая конструкция, то работу над ней нужно вести в строгой последовательности:

• Любой проект начинается с составления схемы стропильной системы.

Начинают всегда с вычерчивания базового плана вальмовой крыши

• Следующим шагом идет расчет всех параметров, которые будут зависеть от ширины расстояния между стен дома и наличия внутри строения капитальных перегородок.
• Далее, согласно расчетам, приобретаются необходимые материалы и подготавливаются нужные для работы инструменты.
• Затем следует подготовка к обвязке стен для установки стропильной системы — настил гидроизоляционного материала.
• Выполняется разметка стен под монтаж стропильной системы.
• Самый важный этап — установка всей системы в соответствии с проектом.
• Завершающая стадия — устройство кровли.

Подготовка схемы крыши

Схема крыши может быть разной — это будет зависеть от фантазии и возможностей владельца дома, а также от расположения стен постройки. При составлении схемы нужно учесть и то, что чем сложнее будет конструкция крыши, тем больше материала для нее понадобится, а также дольше будет длиться монтаж системы.

Если конструкция будет очень сложной, то лучшим вариантом будет обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут правильно рассчитать толщину и количество необходимых для надежности системы элементов. Конечно, на составление такого проекта уйдет какое-то время и будут потрачены определенные финансовые средства, но лучше воспользоваться разработкой специалистов, чем действовать наугад и получить ненадежную конструкцию.

Расчет параметров системы

Если же принято решение положиться на собственные силы, то, производя расчеты, нужно учесть следующие факторы:

• Надежность несущих стен и фундамента строения, над которым будет возводиться крыша.
• Тип стропильной системы (наслонная или навесная).
• Размер сечения стропил и брусков для других элементов системы.
• Угол наклона скатов и расстояние прогона между стропил.
• Размеры таких элементов, как выступы и проемы для дымоотводных труб, вентиляции, окон.

Для расчета точных пропорций конструкции можно воспользоваться специально разработанными для этого формулами, которые позволят сделать крышу надежной и прочной. Обозначение параметров в формулах:

S — общая площадь скатов крыши;

h — высота системы от перекрытия до потолка;

d — длина боковых или диагональных стропильных ног;

e — длина промежуточных стропил;

a — расстояние между стропилами по длине здания;

α — угол наклона ската;

b — расстояние между стропилами с торцевой вальмовой стороны.

Формулы для расчетов устройства простой вальмовой крыши, выглядят следующим образом:

• Высота конька:

Формула высоты конька

• Длина промежуточных фронтальных стропил:

Определение длины стропил

• Длина торцевых, вальмовых стропил:

Длина вальмовых стропил

• Площадь скатов крыши:

Определение площади скатов крыши

Рассчитав основные параметры системы, можно, опираясь на них, приобретать материалы для постройки.

Материалы для возведения крыши

Для монтажа стропильной системы понадобится не только хорошо просушенная качественная древесина, но и металлические крепления, а также кровельные гвозди, саморезы и анкерные болты.

Металлические крепления для соединения конструктивных элементов системы

• Из металлических элементов нужно будет приобрести уголки и крепления различной конфигурации, которые помогут сделать конструкцию более надежной и крепкой.

Плавающее крепление для соединения стропил с мауэрлатом

Одним из них является скользящее крепление. Его устанавливают в нижней части стропил, закрепляя их таким образом к мауэрлату. Установив его, можно исключить риск деформации системы крыши при усадке несущих стен.

Плавающие крепления предотвратят деформацию системы крыши при усадке стен

Еще одним давно применяемым креплением являются скобы. Ими соединяют разные детали системы, например, стропила и балки перекрытия или мауэрлат, если крыша возводится, например, на здании, которое уже давно дало усадку.

В ряде случаев можно обойтись и обычными скобами

• Для изготовления деревянных элементов понадобится:

Особое внимание — качеству древесины для монтажа системы

— для укладки мауэрлата нужен будет брус, имеющий сечение 100×150 мм;

— стропила и конек изготавливают из бруса сечением 50×150 мм. Строители, занимающиеся возведением стропильных систем, рекомендуют производить монтаж всей системы из бруса или досок, имеющих одинаковое сечение — это дает гарантию прочности и надежности постройки;

— сверху системы стропил набивается обрешетка из досок, сечение которых должно составлять 25×150 мм.

Выбирая древесину для системы стропил, можно опираться на составленную специально для этого таблицу. В ней приведены допустимая длина стропил (в метрах) из хвойной древесины (лиственница, ель, кедр, сосна), в зависимости от ее качества, сечения бруса и средней величины снеговой нагрузки в данном регионе.

Сорт	Сечение	Расстояние между стропилами в мм
	мм	300	400	600	300	400	600
Снеговая нагрузка		1,0 кРа			1,5 кРа
Высший	38×89	3.22	2.92	2.55	2.81	2.55	2.23
	38×140	5.06	4.60	4.02	4.42	4.02	3.54
	38×184	6.65	6.05	5.28	5.81	5.28	4.61
	38×235	8.50	7.72	6.74	7.42	6.74	5.89
	38×286	10.34	9.40	8.21	9.03	8.21	7.17
1 и 2	38×89	3.11	2.83	2.47	2.72	2.47	2.16
	38×140	4.90	4.45	3.89	4.28	3.89	3.40
	38×184	6.44	5.85	5.11	5.62	5.11	4.41
	38×235	8.22	7.47	6.38	7.18	6.52	5.39
	38×286	10.00	9.06	7.40	8.74	7.66	6.25
3	38×89	3.06	2.78	2.31	2.67	2.39	1.95
	38×140	4.67	4.04	3.30	3.95	3.42	2.79
	38×184	5.68	4.92	4.02	4.80	4.16	3.40
	38×235	6.95	6.02	4.91	5.87	5.08	4.15
	38×286	8.06	6.98	6.70	6.81	5.90	4.82
Снеговая нагрузка		2,0 кРа			2,5 кРа
Высший	38×89	4.02	3.65	3.19	3.73	3.39	2.96
	38×140	5.28	4.80	4.19	4.90	4.45	3.89
	38×184	6.74	6.13	5.35	6.26	5.69	4.97
	38×235	8.21	7.46	6.52	7.62	6.92	5.90
	38×286	2.47	2.24	1.96	2.29	2.08	1.82
1 и 2	38×89	3.89	3.53	3.08	3.61	3.28	2.86
	38×140	5.11	4.64	3.89	4.74	4.31	3.52
	38×184	6.52	5.82	4.75	6.06	5.27	4.30
	38×235	7.80	6.76	5.52	7.06	6.11	4.99
	38×286	2.43	2.11	1.72	2.21	1.91	1.56
3	38×89	3.48	3.01	2.46	3.15	2.73	2.23
	38×140	4.23	3.67	2.99	3.83	3.32	2.71
	38×184	5.18	4.48	3.66	4.68	4.06	3.31
	38×235	6.01	5.20	4.25	5.43	4.71	3.84
	38×286	6.52	5.82	4.75	6.06	5.27	4.30

• Кроме этого, необходимо будет купить кровельный материал, утеплитель и пленку пароизоляции, которая настилается на стропила под обрешетку. В качестве кровельного материала для вальмовой конструкции крыши традиционно выбирают мягкое покрытие — его легче закреплять на сложной конфигурации такой стропильной системы. Под такую кровлю будет необходимо сделать настил из фанеры.
• Также нужно приобрести антисептический состав для обработки дерева перед началом монтажа.
• Возможно, понадобится стальная проволока диаметром в 4 мм, для закрепления некоторых элементов в несущей стене.

Цены на различные виды бруса

Брус

Инструменты для работы

Заранее нужно подготовить не только все необходимые материалы, но и инструменты, так как без них работу провести не удастся. Для установки стропильной системы понадобятся:

Инструменты для возведения крыши

• Молоток, желательно с гвоздодером.
• Шуруповерт на электрической зарядке.
• Киянка – резиновый или деревянный молоток. Он бывает необходим для некоторых операций по выравниванию и подгонке деревянных элементов.
• Деревянная рейка длиной в 1,5—1,7 м для выведения отдельных узлов на один уровень.
• Маркер или карандаш для отметок.
• Электролобзик, ножовка и электропила.
• Уровень строительный, отвес.
• Рулетка и линейка.
• Стамеска для выдалбливания пазов.
• Рубанок — лучше иметь и обычный, и электрический вариант, так как на высоте удобнее работать обычным инструментом, а большие плоскости можно обрабатывать внизу с помощью электрического.

Проведение монтажных работ

На рисунке показана упрощенная схема вальмовой крыши, на которую можно ориентироваться при монтаже системы.

Упрощенная схема монтажа

Работа производится поэтапно и безо всякой спешки, с тщательным продумыванием каждого шага, так как конструкция вальмовой крыши достаточно сложна.

Первым шагом необходимо подготовить провести подготовку древесины, обработав ее антисептическим раствором и хорошо высушив. Когда материал будет готов, можно приступать к монтажу системы.

• Монтаж системы начинают с установки и закрепления мауэрлата по периметру несущих стен. Он должен укладываться на слой гидроизоляционного материала.

Установка мауэрлата производится на анкерные крепления

• После установки мауэрлата на нем производится разметка, согласно ранее произведенным вычислениям. Чтобы разметка была максимально точной и заметной, используются яркие маркеры или же в определенных местах вбиваются маячки.

Очень важно, чтобы размеченные на одной стене расстояния, были идентичны разметке на противоположной стене, иначе балки перекрытия и остальные элементы будут уложены неровно.

Залог успеха — правильно проведенная разметка

• Далее, укладываются балки перекрытия. Они могут монтироваться на стены рядом с мауэрлатом или же на закрепленный брус ниже поверхности стены.

Установка балок перекрытия

• Затем мауэрлат скрепляется затяжками, которые способствует снятию нагрузки с несущих стен.

Затяжки между противоположными брусьями мауэрлата

• После того как уложены балки перекрытия, опытные мастера советуют накрыть их настилом из досок, не закрепляя их к балкам. Подобный настил нужен для комфортной и безопасной работы.

Поверх балок перекрытия для удобства работы рекомендуется уложить временный настил

• Следующим этапом станет установка стоек. Их закрепляют на затяжки или балки перекрытия.
• Стойки скрепляются сверху коньковой балкой, и к ней же крепятся стропильные центральные ноги с торцевых вальмовых сторон крыши.
• Далее, размечаются и прикручиваются промежуточные стропила с фронтальных скатов крыши.

Установка стоек и стропил на фронтальных сторонах крыши

• Затем следуют диагональные стропила, которые соединяют конек и углы здания. При необходимости под них устанавливают дополнительные стойки.

Монтаж диагональных стропил

• На диагональные стропила, закрепляются нарожники или короткие стропила. Их устанавливают на таком же расстоянии между собой, как и промежуточные.
• В зависимости от конструкции, в нее могут быть встроены и другие поддерживающие или усиливающие элементы, например, подкосы или шпренгели, а также ветровая балка.
• Если стропила установлены и заканчиваются на мауэрлате, то их продлевают дополнительными элементами — «кобылками», они и создадут навес над стеной.

Настил кровельного материалаСтруктура кровельного «пирога» вальмовой крыши

• Перед тем, как переходить к следующему шагу по монтажу необходимых для кровли элементов, нужно провести разметку расположения проемов окон, отверстий, через которые будут выведены дымоотводные и вентиляционные трубы, устроен вход в мансардное помещение или же выход на балкон. Их обрамляют дополнительными рейками, набивая их по периметру планируемых проемов.
• Затем на стропильную систему производят монтаж кровельного «пирога». Работа производится в такой последовательности:
• Сверху стропил растягивается и закрепляется пленка пароизоляции
• Далее, поверх нее на стропила прикручиваются рейки обрешетки.
• Между рейками укладывается утеплитель, который накрывают ветрозащитными материалами (например, плотной полиэтиленовой пленкой).
• Затем, следует закрепление контробрешетки.
• Следующий этап будет зависеть от того, какой материал для покрытия будет выбран. Если, например, будет применена металлочерепица, то ее можно прикручивать сразу к рейкам контробрешетки. При выборе мягкой кровли под нее обязательно необходимо уложить фанерные или ОSB листы.

Сложные узлы системы вальмовой крыши

Хотелось бы заострить внимание на сложных узлах стропильной системы, по монтажу которых всегда возникает много вопросов.

— с помощью металлических уголков, устанавливаемых с двух сторон стропильной ноги;

— гвоздями, вбиваемыми под углом через стропило в мауэрлат;

— специальными скобами;

— скользящими креплениями.

Несколько способов соединения деталей и узлов крыши

• Соединение стропильных ног на коньковом брусе также может быть осуществлено по-разному:

— путем накладки их друг на друга над брусом и закрепления между собой с помощью болтов;

— устройство на стропилах специальных выемок для жесткости при установке их на конек;

— подгонка стропил под выбранным углом на коньке и скрепления их деревянными или металлическими накладками с двух сторон.

• Еще одним очень сложным узлом является соединение конькового бруса со стропильными ногами. Эти элементы должны иметь надежное сопряжение и крепление, так как от этого зависит долговечность вальмовой стороны крыши.

Соединительный узел конька и стропил

— Коньковый брус укладывают на стойки и скрепляют их с двух сторон накладками из досок.

— Диагональные стропила выпиливают под нужным углом и закрепляют к коньковому брусу и промежуточному стропилу. Таким же образом монтируется и второе стропило, идущее на другой угол дома.

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Видео: секреты конструкции вальмовой крыши

Если нет опыта по возведению такого сложного архитектурного элемента здания, как кровля, то рекомендовано воспользоваться помощью квалифицированных специалистов. Причем этот момент касается не только вальмовой конструкции крыши, но и всех остальных, так как в любом виде этого сооружения имеются свои особенности со сложными соединительными узлами.

Нужно помнить, что от надежности покрытия дома будет зависеть долгосрочность службы всего строения, поэтому к его постройке нужно отнестись с максимальной ответственностью.

Вальмовая крыша: стропильная система

Сегодня можно выбирать из различных видов кровельных конструкций, потому что появилась возможность больше уделять внимание дизайну дома. Поэтому все чаще в загородных поселках появляются постройки, покрытые четырехскатной крышей. И хотя двускатные конструкции еще достаточно популярны, первые постепенно опережают их по востребованности. Это и понятно, красиво жить не запретишь. К тому же под четырьмя скатами кровли легко организовать жилое или служебное помещение, и установить на скатах мансардные окна.

Три вида четырехскатных крыш.

• Вальмовая.
• Полувальмовая.
• Шатровая.

Давайте разберемся со всеми конструкциями, а точнее со стропильными их системами.

Стропильная конструкция вальмовой крыши

Чтобы понять, из каких элементов состоит стропильная система вальмовой крыши (схема расположена на фото ниже), нужно понять, из каких конструкционных элементов она состоит в целом. Это четыре ската по две равные между собой пары. Большие скаты представляют собой трапеции, два маленьких – равнобедренные треугольники.

Обязательно в конструкции присутствует коньковый брус, только он укорочен, то есть, его длина не является длиною кровельного пролета. А так как форма скатов крыши разная, то и используемые для ее сооружения стропила также будут иметь разную длину, чтобы была возможность правильно сформировать скатные плоскости. Сами стропила имеют собственные названия.

• Элемент, соединяющий коньковый брус с углом здания, называется накосная стропила.
• Укороченные элементы, соединяющие мауэрлат и накосную стропильную ногу, называются нарожниками.
• Стропила, одним краем упирающиеся в мауэрлат, а вторым в коньковый брус, носят название рядовые.
• Есть стропильные ноги, которые упираются верхним концом в конец конькового бруса. Их три: два с соседних трапециевидных скатов, один с треугольного. Они соединяются вверху в сложный узел, здесь стыкуется сразу четыре элемента. Так вот эти стропила называются центральными.

Вальмовая крыша (стропильная система) – это достаточно сложный комплекс, который своими руками, если вы в этом деле не специалист, соорудить невозможно. Большое количество разных элементов требуют точной подгонки. К тому же в ней присутствует огромное количество стыков, требующих особого подхода. Конечно, с появлением современных крепежей в виде металлических фасонных изделий, сделало монтажный процесс в разы проще. И все же это не дает право непрофессионалам строить стропильную систему вальмовой крыши – схема ее непроста.

На что еще необходимо обратить внимание, начиная сооружать вальмовую крышу со стропильной системой. Конечно, оптимально, если на нее уже существует проект. Он решает все проблемы, связанные с количеством стропил, с их размерами, частотой установки и требованиями к креплению. Но если сооружается вальмовая крыша на небольшом здании, то ее чертеж, сделанный даже своими руками, даст возможность правильно оценить свои силы. Плюс, можно точно подсчитать необходимое количество всех используемых материалов, что обеспечит правильный подход к расходу строительного бюджета.

Итак, вальмовая крыша (стропильная система), чертеж которой нарисован, подготавливается к сборке. Для этого приобретаются брусы сечением 100х100 или 200х200 мм для мауэрлата и конькового бруса, доски сечением 50х150 мм для стропил. Необходимое количество указывает чертеж или проект кровли.

Стропильная конструкция полувальмовой крыши

Полувальмовая крыша (стропильная система) – это треугольные скаты, в которых присутствуют фронтоны. Надо отметить, что это самая сложная конструкция из всех четырехскатных. Пришла она в Россию из западных северных стран, поэтому сегодня различаются две конструкции: голландская и датская. А уже на их основе разработано множество вариаций. На фото ниже: рис.1 – это голландская конструкция, рис.2 – датская.

Рассмотрим устройство полувальмовой крыши и ее стропильной системы. В ее состав входят:

• Висячие или наслонные стропила, которые соединяют мауэрлат и конек здания. По сути, они являются центральными и в то же время рядовыми. В этом типе крыш их самое большое количество, потому что основной трапециевидный скат занимает большое место в кровельной системе дома.
• Накосные (угловые) стропила в этой конструкции укорачиваются, потому что они не соединяются с коньком. Они верхним концом упираются в последние центральные стропильные ноги, где и закрепляются. Размер накосников может быть разным, он зависит от выбранной формы вальмы. То есть, если вальма покатая, то накосники должны быть небольшой длины, если крутая, то наоборот. При крутом вальмовом скате уменьшается размер фронтона.
• Есть в полувальмовой стропильной системе и укороченные центральные элементы, которые являются основой вальмового ската, расположенного под фронтоном. Нижними краями они упираются в мауэрлат, верхними в специальный горизонтальный брус, который называется пробоина. Изготавливают его из той же доски, что и сами стропила.
• И, конечно, в полувальмовой крыше присутствуют нарожники. Они располагаются на всех четырех скатах и упираются своими верхними концами на угловые накосные стропила.

Что касается фронтонной части кровли, то она формируется двумя центральными стропильными ногами и пробоиной, на которую укладываются укороченные центральные элементы. По сути, это небольших размеров треугольный проем, который закрывается и декорируется. Если он большой, то в него устанавливаются вертикальные стойки, если нет, листовой материал крепится к стропилам.

Процесс сборки полувальмовой крыши таков:

• Сначала монтируется коньковый брус. Он устанавливается на опорные стойки.
• Затем на него укладываются центральные стропила.
• Далее, накосные элементы.
• После чего производится установка пробоины.
• И последними монтируются нарожники на всех скатах.

Стропильная конструкция шатровой крыши

Стропильная система шатровой крыши – схема самая простая, потому что это четыре одинаковых ската в форме равнобедренных треугольников. Поэтому и количество стропил в ней не очень много. Здесь четыре накосных элемента, четыре центральных, которые соединяют мауэрлат и точку соединения всех стропил. А также несколько нарожников на каждом скате, которые как обычно упираются в накосные элементы.

На самом деле стропильную систему шатровой крыши собрать своими руками несложно. Самый трудный узел – это та самая точка соединения всех стропильных ног. Но если сооружаемая крыша имеет большие размеры, то на помощь приходят дополнительные элементы, на которые будут упираться стропила. Именно они и упрощают сам монтажный процесс. Обычно по центру кровли устанавливается опора, на которую своими верхними краями и ложатся стропильные элементы. Опора может быть разной. К примеру, столб, четырехугольная конструкция с четырьмя стойками и так далее.

Кроме стропильных ног в конструкцию шатровой крыши с ее стропильной системой входят и другие элементы, составляющие ее неотъемлемую часть. А именно:

• Ригель. Этот элемент является промежуточной частью соединения стропил между собой на коньке.
• Лежни выполняют функции мауэрлата, установленного внутри конструкции крыши. Они обычно укладываются или на стену, оказавшуюся внутри здания, или на столбики, которые выполняют роль опорных элементов.
• Прогоны – это горизонтальные брусы, расположенные под средней частью (по длине) стропил. Этот элемент обычно используется, если есть возможность установить под него подпорки.
• Шпренгели – это опорные стойки из бревна, бруса или сдвоенных досок.

Все выше перечисленные элементы являются частями стропильной конструкции, и именно они увеличивают ее прочность и надежность. Их наличие – это повышение безопасности эксплуатации кровли в целом.

Параметры стропильной системы

Шатровая крыша (стропильная система), вальмовая или полувальмовая – это набор стропильных ног. Но тут встает вопрос, а каково оптимальное их количество, чтобы считать, что крыша надежна. На это влияет большое количество разных факторов. К примеру, расстояние между ногами, их сечение, вид кровельного материала, высота конструкции, сколько снеговых осадков выпадает в регионе, где строится дом.

Как считают специалисты, основной параметр – это первый из вышеперечисленных. Поэтому стоит рассмотреть различные комбинации.

• Если длина стропилы 3 м, а сечение 80х100 мм, то расстояние между ними должно быть в пределах 110-135 см.
• Длина 3-4 м, сечение 90х100 мм, расстояние 140-170 см.
• Длина 4-5 м, сечение 80х200 мм, промежуток 110х135 см.
• Длина 5-6,5 м, сечение 120х220 мм, промежуток между ними 110х140 см.

Это не весь список, но уже это показывает, что и как влияет на укладку стропильных ног. Кстати, чем тяжелее кровельный материал, тем чаще укладываются стропила, то же самое касается и снеговой нагрузки.

Вот вальмовая крыша (стропильная система) фото, на котором четко видно, как часто уложены ноги, потому что покрываться кровля будет тяжелым материалом. Он будет вместе со снегом создавать приличные нагрузки, которые стропила должны выдержать. Если, к примеру, для покрытия крыши будет использован профнастил марки НС-75, то стропила можно устанавливать с промежутком до 3 м. Потому что сам профильный настил обладает большой несущей способностью.

Как видите, стропильная система крыш – это конструкция, которая обеспечивает весь дом надежность и безопасностью его эксплуатации. И не важно, какая крыша возводится, каких размеров и формы, важно правильно подсчитать размеры ног, точно выбрать их сечение, и грамотно провести монтаж. Не забываем, что крепление стропильных элементов, это наиважнейшая составляющая, от которой также зависит безопасность конструкции.

Стропильная система вальмовой крыши: особенности конструкции

Проектирование крыши вальмовой конструкции

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

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

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

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

Как смонтировать пошагово вальмовую крышу своими руками: видео монтажа

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

Инструкция по возведению вальмовой кровли своими руками

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

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

стропил для пирамидальной вальмовой крыши в Yamhill Vineyard Residence

M.A.C. продолжает свою серию фотографий на месте.

В прошлом месяце “M.A.C.” Касарес поделился своими яркими фотографиями фундамента и конструкции из стальных балок в Yamhill Vineyard Residence, — новом доме, спроектированном Scott Edwards Architecture и построенном Hammer & Hand.

Сегодня M.A.C. делает свой последний взнос, на этот раз захватывая конструкцию стропильной системы пирамидальной вальмовой крыши сооружения.

Перед тем, как погрузиться в фотографии, представленные ниже, уместно сказать несколько слов о жаргоне. Мы будем смотреть на следующее:

Hip Rafters: Rafters, которые проходят под углом 45 градусов от конца гребня до угла конструкции. В случае пирамидальной вальмовой крыши, вальмовые стропила расходятся прямо от центра к четырем углам.

Jack Rafters: Более короткие стропила, проходящие между двумя стропилами или стропилами и верхней плитой.

Обычные стропила: Стропила, проходящие от плиты крыши до конька под прямым углом к ​​обоим элементам.

См. Эту иллюстрацию, любезно предоставленную сайтом homecents.com Illustrated Building Materials Glossary: ​​

А теперь о фотографиях M.A.C. …

На этой фотографии показано первое вальмовое стропило, устанавливаемое в юго-восточном углу конструкции. Пиковый ковш в центре конструкции крыши изготовлен по индивидуальному заказу из стали и имеет 4 ножевые пластины и 4 углубления для ковша. В пазах ковша будут держаться набедренные стропила, а ножевые пластины — обычные стропила.

На этом фото показано второе стропило на месте.

Здесь мы видим, как четвертое бедро опускается на место, завершая линию крыши дома.

На этой фотографии показаны набедренные стропила 6,75 ″ x 21 ″, идущие горизонтально по изображению, с расходящимися от него стропилами домкрата 5,5 ″ x 18 ″. Подобно упомянутому выше пиковому ковшу, наклонные ковши, в которые устанавливаются стропила домкрата, были изготовлены специально для этого проекта.

На этом виде, смотрящем на юго-восток, все стропила на своих местах. Четыре куска стальных труб, которые можно увидеть в правом нижнем углу, представляют собой конструкцию для будущего навеса, который будет там построен.

На этом снимке стрела направлена ​​в центральное стропило, общее стропило для этой стороны крыши.

«Немного нежного убеждения», M.A.C. объясняет: «сорок футов в воздухе». Устройство Hammer & Hand Val Darrah устанавливает обычное стропило на место на пиковом ковше.

Здесь мы смотрим вниз на позвоночник бедренного стропила, при этом домкраты входят под острыми углами.

Белая (на самом деле серебряная) облицовка вертикальных балок и под горизонталями представляет собой слой пенополиизо, который создает тепловой разрыв и пароизоляцию между стальной конструкцией и деревом.Это предотвратит окисление стали и гниение древесины.

На этом красивом снимке хорошо показаны различные типы стропил. Двигаясь слева направо, у нас есть набедренное стропило, два домкрата, обычное стропило в центре, еще два домкрата и, наконец, бедренное стропило в правом углу.

M.A.C. сделал это фото в 4:30 дня, глядя прямо на запад в сторону Берегового хребта.

Этот снимок был сделан на вершине горы.Более крупные элементы — это бедра, а общие элементы расположены между ними.

Вот крупный план пикового ковша с цапфой 8X8 (см. Следующую фотографию), направленной прямо вниз на камеру.

На этом снимке показаны 4 набедренных стропила и 4 общих стропила, привязанных к пиковому ковшу, при этом центральная стойка опускается вниз из центра.

Хотите знать, для чего нужен королевский пост? На этой фотографии показаны горизонтальные завязки на воротнике, прикрепленные к стойке по центру и бедра по четырем углам.

А вот крупный план снизу, показывающий, как завязки воротника помещаются в ведра на центральной стойке.

Команда

M.A.C. завершила структурный пакет крыши и готова установить шпунт и паз 2X6 наверху. Нижняя сторона крыши будет открыта снизу, что обеспечит «ощущение домика старого мира», к которому стремится заказчик.

«Вся концепция дома в том, что он выглядит как пожарная каланча», — поясняет M.A.C. «Пожарная каланча на стероидах.Что было странно в строительстве, так это то, что только после того, как конструкция крыши поднялась, мы действительно могли почувствовать ее необъятность. В масштабе эти бедра почти 2 фута в высоту ».

Если рассматривать деревенский контекст с окружающими холмами виноградниками и прибрежными горами вдали, идея большой удобной пожарной вышки имеет смысл.

— Зак

Связанные

Вернуться к полевым заметкам

Обрамление вальмовой крыши стало проще — Fine Homebuilding

Сводка: Строитель из Северной Каролины Джон Кэрролл анализирует процесс строительства вальмовой крыши и обсуждает свою технику переосмысления этой сложной конструкции.На примере крыши небольшого флигеля Кэрролл сначала находит шесть обычных стропил, а затем использует таблицу множителей стропил для определения длины обычных стропил. Затем он определяет длину и длину вальмовых и домкратных стропил. К статье прилагаются полноцветные иллюстрации, в которых подчеркивается, как Кэрролл снимает шатровую крышу.

---

Обрамление вальмовой крыши — головная боль для большинства плотников, но не обязательно. Этот процесс стал для меня намного проще, когда я понял, что основная проблема при строительстве вальмовой крыши — это планировка, а не математика.А ключ к разметке — точно знать, где начинать и где заканчивать измерения.

В моем подходе все измерения проводятся по нижнему краю стропила, от короткой точки до короткой точки. Я не так научился это делать, но как только я начал думать о нижней плоскости стропил вместо верхней (или вместо какой-то теоретической средней линии), все встало на свои места. Потому что я измеряю и размечаю нижнюю часть стропил, где я отмеряю, и где отрезаю; а поскольку шагов меньше, меньше шансов на ошибку.

Еще одно преимущество моего подхода состоит в том, что мне не нужно опускать бедро, потому что я использую пиломатериалы одинаковых размеров для всех стропил и выравниваю нижние края. На этой крыше я использовал пиломатериалы 2 × 6 для вальм, домкратов и общих опор. В результате верхние части домкратов оставались на 1⁄4 дюйма выше бедра, что позволяло оболочке очищать бедро и позволяло воздуху проходить через бедро и подниматься к вентиляционному отверстию конька. Если бы я хотел, чтобы и нижний, и верхний края были на одной плоскости, я мог бы разрезать 2 × 8 до ширины 5–3 ⁄4 дюйма.

Мне также не нужно вносить поправки для измерения от центра доски, потому что я беру все свои измерения от края доски.

Другая вещь, которую я делаю, немного отличается, — я откладываю свою английскую измерительную ленту, когда заканчиваю обрамлять стены, и беру метрическую ленту, чтобы обрамить крышу. В моем подходе метрическую систему легче использовать, когда задействована математика, потому что нет дробей, с которыми нужно иметь дело. Сама математика вычисляется просто, потому что каждое положение и размер стропил можно объяснить с помощью прямоугольных треугольников и размеров, основанных на теореме Пифагора.

Однако, прежде чем я рассмотрю что-либо из этого, первое, что я делаю на новом сайте вакансий, — это знакомлюсь с деталями и визуализирую, как детали сочетаются друг с другом. Показанный здесь проект представляет собой простой складской сарай. Поскольку крыша небольшая, а весь каркас сделан из бруса размером 2 × 6, мне не нужно делать поправки для большей коньковой балки или шатровых стропил.

Два инструмента облегчают работу

Во-первых, я делаю историю из куска фанеры шириной 2 дюйма. Я кладу его на верхнюю плиту торцевой стены и размечаю пролет общих стропил, толщину стены (для пропила сиденья) и свес карниза.Прелесть стика в том, что у меня есть все начальные размеры, которые мне нужны, чтобы обрамить крышу в одном месте. Затем я могу отнести стикер к месту монтажа и использовать его для выполнения всех сокращений, не тратя время на беготню назад и вперед.

Для получения дополнительных чертежей и деталей нажмите кнопку «Просмотр PDF» ниже:

Подпишитесь на участие в голосовании сегодня и получите последние инструкции от Fine Homebuilding, а также специальные предложения.

Посмотреть PDF

Стропильная система полушатровой кровли — Полувальмовая кровля

Стропильная система полускатной крыши: достоинства и недостатки

Этот вариант известен как «голландская крыша» из-за его очень широкого распространения в Нидерландах. Его главная отличительная черта — наличие укороченного шатрового и трапециевидного фронтона. Из-за этого эта крыша становится чем-то средним между двухскатным и четырехскатным вариантом. Благодаря такому слиянию она приобретает преимущества сразу двух видов кровли, что делает ее намного привлекательнее других разновидностей.

Конструктивные особенности стропильной системы полускатной крыши: плюсы и минусы

Стропильная система полушатровой кровли включает два наиболее часто возводимых типа кровли. Данная модификация позволила расширить список преимуществ такими характеристиками:

1. Чердак.

Благодаря своей конструкции такая разновидность позволяет использовать это помещение не только как подсобное помещение. После проведения гидро- и теплоизоляционных работ его можно использовать как полноценный пол с жилыми комнатами.

2. Противодействие ураганным порывам ветра.

Исключение в конструкции схождения плоскостей под острым углом придает ей более обтекаемую форму. Поэтому он намного лучше выдерживает более сильные порывы ветра, потоки воздуха плавно «огибают» его, проходя по платформам, а не «врезаются» прямо в них.

3. Кастомизация дизайна под индивидуальные требования.

В общем, это свойство есть у всех типов кровли, и этот вариант не исключение.В зависимости от погодных условий в месте расположения постройки она будет возведена либо под более крутым углом с укороченным длинным свесом (для снежных зим), либо под более пологим углом и с удлиненным длинным свесом (для мягкой зимы).

4. Сложность монтажных работ.

Данная конструкция не относится к группе наиболее сложно построенных вариантов. Хотя имеет свои конструктивные особенности, немного усложняющие монтажную задачу. А расход материалов в этом случае средний.

Рассматриваемая стропильная система полушатровой крыши не имеет отличительных недостатков в своей конструкции. К имеющимся у нее незначительным недостаткам можно отнести любую кровлю. Следовательно, они не могут повлиять на окончательный выбор того или иного варианта.

Процесс сборки каркаса этого типа крыши

Несмотря на то, что стропильная система полушатровой кровли состоит из двух частей, относящихся к разным типам крыш, монтаж ее каркаса не так уж и сложен.Этот процесс выглядит следующим образом:

1. По боковым стенам здания и по верхней горизонтальной линии фронтона проложен сейсмический пояс. В нем (перед укладкой мауэрлата) укладывается двухслойная гидроизоляция. Чаще всего в этом случае берется обычный рубероид.
2. При заполнении сейсмопояса в него устанавливаются шпильки, на которых будут фиксироваться основные горизонтальные балки. Обратите внимание, что они не должны располагаться в тех местах, на которые в последующее время будут опираться стропила.В противном случае прочность конструкции будет ослаблена.
3. Далее надеваем выступающие металлические прутья мауэрлата. Отдельные сегменты соединяются друг с другом методом шип-паз.
4. Посередине здания следует разместить несущую стену или другую опору. На них лежит. На него устанавливаются горизонтальные опоры для установки коньковой балки. Расстояние между фронтоном и сторонами коньковой балки выбирается на ее усмотрение, но чаще всего оно равно половине длины верхней горизонтальной линии фронтона.
5. После фиксации конькового прогона приступают к установке боковых наклонных брусьев. Их верхние кромки упираются в прогон, а нижние кромки — в горизонтальную опорную балку. Стык корректируется на месте, либо выполняется по выбору шаблона. Длину элементов всегда берут с запасом, чтобы не было проблем из-за ее недостачи (проще просто отрезать лишнее).
6. Верхние края наклонных планок срезаны под углом и опираются на прогон, закрепленные гвоздями.По нижним краям вырезаются пазы, после чего окончательно фиксируются с помощью металлических уголков.
7. После установки боковых элементов монтируются угловые элементы. Их нижний край находится на одном уровне с краем мауэрлата. Затем диагональную балку дополнительно расширяют для установки свеса.
8. Наклонные части полувагона начинают устанавливать с центра площадки. Центральная часть упирается в точку схождения угловых наклонных элементов.Все остальные детали будут упираться в плоскость угловых стропил своими верхними краями и располагаться на равном расстоянии друг от друга.
9. Практически завершающим этапом устройства каркаса будет установка карниза кобылки на наклонных сторонах фронтона. Затем они соединяются между собой ветровыми досками.

Последний завершающий этап возведения кровли включает работы, связанные с устройством обрешетки, а также ее обшивкой кровельными материалами.Помните, что выбор материала зависит от угла наклона пандусов. Рулонные и мягкие материалы монтируются на более плоских плоскостях, а твердые и тяжелые (например, металлочерепица) — на более крутых склонах.

Конструкция и особенности установки

— Советы по ремонту

В современном строительстве практикуется устройство кровель нескольких типов, разных по внешнему виду и конструкции. Один из самых популярных и эстетичных — голландский. Стропильная система полувальмовой крыши может быть как двухскатной, так и четырехскатной.Подробно рассмотрим все особенности такой конструкции и способы самостоятельной сборки поливальтовой кровли.

Крыша полускатная для жилого дома

У всех скатных крыш есть одна общая черта — наличие мансарды, которую при правильной отделке можно использовать как жилую. Такая конструкция позволяет значительно расширить жилое пространство без пристройки. Полувальмовая крыша также имеет отличные технические характеристики: выдерживает мощные ветровые нагрузки и обеспечивает надежную защиту фасадов дома от атмосферных осадков.

В зависимости от конструктивных особенностей полавальтовые крыши делятся на два основных типа:

• односкатная двускатная крыша;
• полускатная четырехскатная крыша.

Фото домов с полушатровой крышей в большом количестве представлены как на специализированных сайтах, так и на строительных форумах.

Достоинства и недостатки полаватровой кровли: фото красивых домов

Чем полувальмовая крыша отличается от шатровой? У шатровой крыши два больших ската имеют форму трапеции, а более мелкие скаты имеют форму треугольников.В полушатровой крыше все устроено немного иначе, а линия ската приобретает ломаную форму.

Конструкция такой скатной крыши во многом зависит от формы самого дома, наличия или отсутствия жилища на чердаке, типа рубероида, которым будет покрыта поверхность, и даже климатических особенностей региона.

Более того, именно климат играет решающую роль в создании конструкции, ведь в регионах со снежной зимой осадки будут особенно скапливаться на поверхности пандуса, образуя своеобразную «снежную шапку».Поэтому для такой площади более актуальны крыши с крутым уклоном и минимальными свесами. Если снежные заносы — неактуальная проблема, то минимальный угол наклона вполне приемлем.

Среди преимуществ полаватровой крыши:

• наличие дополнительных помещений, которые можно использовать как жилые или чердачные;
• эстетичный внешний вид, с возможностью необычного дизайна дома за счет создания оригинальной формы конструкции;
• надежная защита дома от воздействия погодных условий: снег, дождь, сильный ветер.

Полезный совет!

Для увеличения полезной площади мансарды можно использовать конструкцию с разными углами наклона.

Из недостатков крохи полубедра стоит отметить:

• наличие определенных трудностей в процессе строительства: большое количество нервюр, подкосов и упоров делает возведение стропильной системы длительным и трудоемким процессом;

Жилой дом, крыша которого покрыта керамической черепицей

• в процессе строительства такой довольно сложной конструкции расходуется не только большее количество сил, но и материалов;
• процесс укладки кровли также приобретает определенные трудности.

Но, несмотря на недостатки, дома с полушатровой крышей выглядят уникально. Все трудности и затраты окупаются, чтобы придать крыше оригинальный и запоминающийся вид. Если вас не пугает непростой монтаж стропильной системы, можно смело приступать к работе. Среди фото частных домов довольно часто встречаются полаватровые крыши, поэтому выбрать понравившийся вариант будет несложно.

Мансардная крыша полускатная

Мансардная крыша — это конструкция, имеющая две вершины в форме срезанных треугольников.Если дом имеет квадратную форму, то крыша будет пирамидальной. Этот вид кровли отличается повышенной прочностью. В прямоугольных домах мансардная крыша имеет две треугольные стороны и две трапециевидной формы. Откосы расположены на одном уклоне, что позволяет монтировать их симметрично осевым балкам.

Для этого типа кровли характерны следующие достоинства и недостатки:

• повышенной прочности позволяет использовать данную конструкцию в регионах с экстремальными климатическими условиями, например, на берегу моря или в местах, для которых характерны сильные ветры;
• эстетичный внешний вид позволяет такой крыше уместно смотреться на фоне абсолютно любого ландшафта;
• низкий профиль обеспечивает повышенную устойчивость к вибрации;
• из-за формы конструкции могут возникнуть определенные трудности с очисткой и ремонтом поверхности;
• мансардный этаж полушатровой кровли можно использовать для обустройства жилых комнат;
• необходимо учитывать дополнительную принудительную вентиляцию, что влечет за собой расходы.

Как устроена стропильная система полушатровой крыши: схема и примеры фото

Как и любая другая кровельная конструкция, полушатровая крыша состоит из множества слоев, которые уложены друг за другом. Среди этих конструктивных элементов можно выделить:

• стропильная система, которая служит основанием для удержания всех элементов;
• Мауэрлат — балка опорная нижняя для стропил;
• материалов, обеспечивающих тепло-, гидро- и пароизоляцию кровли;
• кровельное покрытие, обеспечивающее механическую защиту.

Сама стропильная система также имеет несколько составляющих элементов: конек, стропильные ноги, стойки, подкосы, обрешетку и многое другое. Каждый из этих элементов выполняет свою функцию, придавая крыше дополнительную жесткость и прочность. Это особенно важно при создании мансардной полуаватной крыши.

Схема полавальтовой кровли и стропильной системы

Монтаж полушатровой кровли следует начинать с укладки мауэрлата на несущие стены дома.Для кирпичных построек устанавливается армированный пояс, обеспечивающий дополнительную прочность и равномерно распределяющий нагрузку. На этапе бетонирования в него вставляются вертикальные стойки из оцинкованного металла. Мауэрлат крепится к арматуре путем монтажа.

Длина шпилек должна быть достаточной для обеспечения уступа в 2–3 см от балки. Шаг крепления должен составлять 120 см. Минимальный диаметр арматуры, используемой для крепления стержней, составляет 10 мм.

Полезный совет! Расположите шпильки таким образом, чтобы они находились между стропилами и в дальнейшем не усложняли рабочий процесс.

Монтаж стропильной системы на несущие стены дома

Для защиты армированного пояса его покрывают как минимум двумя слоями рубероида и только после этого надевают балку на шпильки. Как это сделать, вы можете увидеть на чертежах. Полуаватная крыша за счет этого этапа более прочная.

Выбор и установка мауэрлата — один из важнейших этапов подготовительных работ. Сечение балки, используемой для этой цели, должно составлять 150 × 150 мм или, в крайнем случае, 100 × 150 мм.В земле просверливаются все необходимые отверстия, после чего древесина обрабатывается специализированными антисептическими средствами для защиты от влаги и развития грибка.

Стропильная система полускатной крыши: основы установки

Устройство полавальтовой кровли включает установку конька, стропил (как наклонных, так и диагональных) и крепежа, например, металлических скоб и специальных обрезков.

В идеале диагональные стропила должны быть продолжением конька, который наверху разделяется на две части и спускается к углам дома.К диагональным стропилам крепятся также выносные опоры, благодаря чему эти элементы принимают на себя всю основную нагрузку и вес конструкции. Именно поэтому для их изготовления используются двойные доски 50 × 150 мм, что обеспечивает усиленное основание.

За счет этого повышается несущая способность наклонных стропил, что позволяет использовать длинные цельные балки для очень больших крыш. Кроме того, одни и те же доски можно использовать для диагональных и обычных стропил, что дает возможность облегчить рабочий процесс.

Полезный совет! Оставшееся под коньком пространство лучше не заливать монтажной пеной. Так не будет нарушена циркуляция воздуха, а вероятность загнивания деревянной части конька значительно снизится.

Когда этап монтажа стропил окончен, и все элементы надежно скреплены мауэрлатом и коньковой балкой, самое время приступить к установке обычных стропил. Верхней частью они будут упираться в гребень, а нижней в мауэрлат.Перед тем, как начать, обязательно ознакомьтесь с доступными по цене проектами домов с полушатровой крышей.

Полезный совет! Расстояние между стропилами следует учитывать ширину утеплителя, который вы будете использовать.

Для устойчивости конструкции делают пропилы на обоих концах стропил. Это позволяет закрепить элементы. В качестве дополнительного крепления используются металлические кронштейны и угловые накладки. Если крыша дома очень длинная, то обязательно нужно создать дополнительные упоры в виде подкосов.Для поддержки диагональных стропил используются фермы фермы.

Если плита перекрытия сделана из железобетона, то все стойки и стойки можно поддерживать прямо на ней. В противном случае потребуется установка дополнительных подтяжек на балки, иначе конструкция полушатровой крыши окажется ненадежной.

Полезный совет! Перед установкой все деревянные элементы кровли необходимо обработать не только антисептиком, защищающим древесину от влаги, но и противопожарной жидкостью.

Как сделать полускатную крышу своими руками: расчет количества стропил и шага между ними

Чтобы стропильная система получилась надежной и полноценно функционировала на протяжении многих лет, перед началом работ необходимо провести расчеты, которые станут основанием для монтажа. В качестве примера можно использовать фото двускатной двускатной крыши при ширине дома 9 метров.

Шагом называется расстояние между двумя стропильными ногами, и обычно для жилых загородных домов эта цифра колеблется от 0.6–1 мес. Это зависит от многих факторов, поэтому расчеты необходимо производить индивидуально, исходя из собственных показателей. Для расчета необходимого количества стропил используйте следующий алгоритм:

1. Измерьте длину ската крыши и разделите на необходимый коэффициент шага между элементами.
2. Затем прибавьте к результату единицу, округлите полученное число до большего значения. Это будет количество стропильных ног, необходимое для отделки одного ската крыши заданной длины.
3. Если всю длину ската поделить на полученное целое число, то в результате вы получите расстояние, которое нужно выдержать между осями стропил (это шаг стропил).

Полезно знать, что хотя в идеале ось должна проходить через центр стропил, на практике допускаются погрешности в зависимости от изменения угла наклона поверхности будущей кровли. Это хорошо видно на фото односкатной двускатной крыши.

Перед тем, как начать, нужно рассчитать точное количество используемых балок исходя из проекта

.

В качестве примера рассмотрим такой расчет: длина ската крыши 16 м. В этом случае шаг между стропилами составит 0,6 м. Исходя из приведенного выше алгоритма, 16 ÷ 0,6 + 1 = 27,66 = 28. Это означает, что для уклона длиной 16 метров нам понадобится 28 стропил.

Полезный совет! Ширина ступени стропил напрямую зависит от угла наклона кровли. Итак, чем больше крутизна крыши, тем больший шаг стропил необходимо выдерживать.Это связано с тем, что на крутых крышах распределение нагрузки неравномерное, и в большей степени приходится на несущие стены.

Как вариант можно использовать специальные онлайн-калькуляторы для расчетов, хотя гораздо лучше, если у вас есть план или чертеж полаватровой кровли своими руками, ведь имея наглядный пример проводить расчеты намного проще и работа.

Монтаж полаватровой кровли: завершающие этапы строительства

Когда все деревянные элементы уложены и закреплены, остается только позаботиться о тепле, паре и гидроизоляции крыши.Для этого изготавливается обрешетка, а выбранный материал раскатывается сверху.

Трудно сказать, каким материалам лучше всего отдать предпочтение, но алюминиевая фольга определенно будет хорошо выполнять свою функцию с точки зрения пароизоляции. С помощью строительного степлера фольга крепится к стропилам так, чтобы глянцевая сторона была обращена внутрь, то есть в чердак.

В качестве утеплителя чаще всего используется синтетический хлопок (минеральный или каменный), который продается в рулонах или матах. Утеплитель раскладывается в промежутках между стропилами и покрывается слоем гидроизоляции.Раньше для этого использовался рубероид, но сегодня он уступил место диффузионной мембране.

Если пространство под коньком крыши не было закрыто, то естественная вентиляция не даст развиться грибкам и плесени внутри «пирога».

Конечно, в вопросах монтажа двускатная полускатная крыша значительно превосходит двускатную крышу за счет более простой конструкции и меньших затрат на установку. Но если говорить об окончательном результате, то ничто не может сравниться со сложной красотой двускатной крыши.Фото полувальмовой четырехскатной крыши хорошо демонстрируют красоту этого решения.

И при этом второй вариант дает гораздо больше места для оборудования мансарды, которое можно укомплектовать инструкциями, фото и видео стропильной системы полаватной крыши, предоставленными в Интернете.

Выбор кровельного материала для полушатровой крыши

Большое значение при создании красивой и надежной кровли имеет выбор кровельного материала. Давайте посмотрим на некоторые из самых популярных решений и на то, как они соответствуют требованиям.

В процессе монтажа и эксплуатации кровля сталкивается с рядом внешних факторов, которые по-разному влияют на нее. Среди них: осадки, сильный ветер, «снежные шапки», воздействие ультрафиолета и значительные температуры. При выборе подходящего материала следует руководствоваться этими данными.

Асбестоцементные листы, или шифер, — недорогой и достаточно прочный рубероид. Он имеет ряд преимуществ, таких как пожаробезопасность, высокая устойчивость к перепадам температур, устойчивость к коррозии и развитию плесени и грибка.Сланец никогда не сгниет и не потеряет свой внешний вид на солнце. Для придания более эстетичного вида и улучшения технических характеристик асбестоцементные листы можно красить.

Сланец — достаточно стойкий кровельный материал.

Для полушатровой кровли этот материал не подходит по двум причинам:

• такое недорогое покрытие не будет выигрышно смотреться на столь сложной конструкции;
• Сланец — довольно хрупкий материал, и его точная резка потребует много времени и усилий.

Металл тоже вполне доступный материал, но гораздо более привлекательный. Длительный срок службы (до 30 лет с учетом службы) и отличные технические характеристики сделали это покрытие лидером в своей ценовой категории. Материал совершенно не боится перепадов температур и механических нагрузок. Широкая цветовая гамма, представленная на рынке, позволяет подобрать оттенок на любой вкус.

Главный плюс металлочерепицы — небольшой вес и, соответственно, небольшая нагрузка на стропильную систему полушатровой кровли.

Металл — лучший вариант по соотношению цены и качества

Из недостатков этого материала можно выделить целостность листов, обрезка которых для полавальтовой кровли требует определенного мастерства и сноровки. И, конечно же, очень низкий показатель звукоизоляции. В конце концов, все мы знаем звук падения капель дождя на металлическое покрытие.

Композитная черепица — один из подвидов металла, который широко встречается в продаже. Такое покрытие дороже, но имеет лучшие технические характеристики.Из недостатков отмечается только большой вес материала.

Гибкая кровля идеальна для полушатровой кровли. Битумная черепица продается в рулонах и легко разрезается на кусочки нужного размера. Это позволяет легко проектировать участки с высокой архитектурной сложностью. Среди технических характеристик можно выделить:

• легкий материал;
• огнестойкость и водонепроницаемость;
• огромный выбор цветовых и стилистических решений;
• устойчивость к плесени и гниению.

Керамическая плитка, пожалуй, самый старый из предлагаемых материалов. Кровля выложена из отдельных элементов, которые обгорели при очень высокой температуре. Это экологически чистый материал, устойчивый как к высоким, так и к низким температурам. Несомненно, у этого материала самый большой срок службы — до 150 лет.

Такое покрытие прекрасно подойдет для полушатровой кровли при условии высокой прочности и надежности стропильной системы, так как керамическая черепица имеет очень значительный вес.

Еще одна особенность этого материала — хрупкость отдельных элементов. Однако это компенсируется простотой ремонта и возможностью замены каждой детали в отдельности.

Самый прочный вариант кровли — керамическая черепица

.

Деревянный пол или черепица. Экологичный и очень красивый вариант. Составляющие элементы — это небольшие доски из любых пород дерева — дуба, бука, осины и всех видов хвойных пород.

Профнастил. Своей популярностью данный материал обязан хорошим характеристикам в сочетании с доступной ценой.Главное достоинство такой кровли — экономичность, но есть и другие достоинства:

• легкий вес;
• простота транспортировки и укладки;
• длительный срок службы;
• устойчивость к коррозионным повреждениям;
• большой выбор оттенков.

Профнастил оцинкованный имеет доступную цену и хорошие прочностные характеристики

Однако, как и металл, этот материал довольно шумный во время дождя и града. Он также может быть подвержен коррозии при наличии механических повреждений в результате неправильной транспортировки и установки.Кроме того, укладка профнастила на полуаватную крышу, как и других листовых материалов, осложняется необходимостью вырезания отдельных элементов.

Как видим, создание полаватровой кровли своими руками хоть и не простая, но вполне выполнимая задача. Продумав все этапы и постепенно соблюдая алгоритм, вы сможете придать своему дому оригинальный вид, сделав его еще более уютным и красивым.

Стропильная система и покрытие

Полуаватная кровля, стропильная система которой сложна, относится к категории шатровых конструкций.В нем бедра не выставлены на полную высоту ската. Сегодня часто используется этот вариант кровли, так как он имеет красивый внешний вид и интересную форму.

Полувальмовая крыша — отличная защита от сильного ветра и лишней влаги.

Такая крыша оригинальна за счет использования дополнительных деталей (вышек и других элементов).

В большинстве случаев такую ​​крышу устанавливают на дома с небольшой площадью, так как пространство под ней часто используют как чердак.Под этой крышей можно легко устроить дополнительную комнату, а в некоторых случаях и несколько. Полувальмовая крыша — отличная защита от сильного ветра и лишней влаги.

Недостатком конструкции такого типа является высокая стоимость и сложность расчета материалов. Кровля имеет большую поверхность, поэтому будут немалые трудозатраты.

Как рассчитать аналогичную крышу?

Формула для расчета необходимого количества материала для стропильной системы полушатровой кровли.

Определить площадь крыши очень просто. Для этого разделите крышу на несколько фигур.

При расчете голландского дизайна необходимо разбить откосы на прямоугольники и трапеции. Площадь первой фигуры можно вычислить, умножив ее стороны. Чтобы определить площадь второй фигуры, нужно сумму оснований умножить на высоту и разделить произведение на 2. Далее нужно сложить полученные значения и умножить их на 2. В результате можно получить площадь склонов.

Затем вычисляется площадь треугольников. Для этого длину основания фигуры умножьте на высоту и разделите на 2. В конце следует прибавить площадь откосов, чтобы получить общую площадь конструкции.

Для расчета датской крыши нужно скат разделить на прямоугольник и несколько треугольников. Площадь первой фигуры следует рассчитать указанным выше методом. Площадь треугольника равна произведению его катетов, которое нужно будет разделить на 2.Далее необходимо сложить значения площади первой фигуры и нескольких треугольников. В результате удастся получить площадь пандуса. Полученное значение нужно умножить на 2.

Далее необходимо рассчитать площадь вальмовых спусков. Полученное значение необходимо умножить на 2. Если сложить эти значения, можно получить площадь крыши.

Вернуться к содержанию

Существующие типы стропильных систем полускатных крыш

Схема полушатровой крыши представлена ​​на рис.1. Этот продукт имеет сложное устройство. Трапеции в этом случае будут заменены многоугольниками.

По типу шатровой кровли делятся на:

1. Голландский. В нижней части шатровая отделка, а к свесу карниза фронтон в виде трапеции.
2. датский. Выполняются в обратном порядке. От карниза отходит шатр трапециевидной формы, над которым расположены небольшие треугольные фронтоны.

Голландское кровельное строительство

Под потолком мансарды находится чердак, вентиляция в котором будет обеспечиваться через окна.Эти элементы нужно вмонтировать в фронтоны.

Чтобы построить эту крышу, вам нужно подготовить много материалов. При возведении полувальмовой четырехскатной крыши будут использоваться различные элементы, основными из которых являются: стропила разного типа, упоры, подкосы и фермы.

Монтаж — дело непростое, поэтому первым делом следует спроектировать крышу и произвести расчеты. Стропильная система полушатровой крыши должна быть сконструирована следующим образом:

Рисунок 1.Схема поливальтовой крыши.

1. Перед укладкой мауэрлата потребуется сделать железобетонный пояс по периметру частного дома с установкой крепежа под брус. В качестве застежек можно использовать шпильки, которые ставятся с шагом 10-12 см. Для упрощения монтажа рекомендуется вставлять шпильки в местах, не совпадающих с креплением стропильных ног к бруску.
2. Далее необходимо уложить слой изоляционного материала и смонтировать мауэрлат.Это планка, которая нужна для привязки стен к крыше здания. Он распределит нагрузку со стропил на верх частного дома. Мауэрлат крепится гайками, которые накручиваются на шпильки. В этом варианте укладывать мауэрлат следует на боковых откосах. На шатровых спусках монтируется на верхней части фронтонов и фиксируется анкерами. Элемент можно изготовить из бруса 150 × 50 мм.
3. Следующим шагом будет установка коньковой рейки. Это важная часть стропильной системы.Это турник, который устанавливается в верхней части кровли. Его следует разместить между откосами. Элемент нужен для крепления стропил.
4. В голландской кровле стропильная система предусматривает устройство вальмовых откосов с использованием различных стропильных ног, длина которых может варьироваться в соответствии с конструкцией. Наклонные стропила монтируют от углов здания до конца конькового прогона. У них будет максимальная нагрузка.
5. Носовые элементы одной частью крепятся на фронтонах мауэрлата, помещаемых под бедро, а другой — на конце коньковой планки.
6. К основному мауэрлату и коньку крепят обычные стропила боковых откосов.
7. Стропила крепятся наклонными опорами.

Наиболее подходящей породой для стропильной системы полушатровой кровли является сосна.

Если было принято решение построить полускатную крышу своими силами, то вам следует нести ответственность за выбор материала для изготовления деталей стропильной системы. Рекомендуется использовать рейки сечением 150 × 50 мм. Самая подходящая порода дерева — сосна.Если приходится выбирать из твердых пород дерева, то следует отдать предпочтение лиственнице. Материал должен быть сухим, чтобы предотвратить деформацию устройства при дальнейшем использовании. Дополнительно потребуется произвести обработку дерева составом против микробов.

При наличии больших пролетов необходимо будет усилить систему с помощью упоров. Стропильные ноги в большинстве случаев укрепляют с помощью ферм.

Раскосы и упоры — это дополнительные стержни, поддерживающие элементы основной конструкции.Шпренгель — это балка или приспособление, укрепляющее основное здание. Все эти детали будут основаны на плитах или балках перекрытия. В последнем случае вам нужно будет использовать затяжки.

Далее необходимо будет приступить к завершающему этапу строительных работ: устройство обрешетки, гидроизоляционного материала и кровли.

Как сделать датскую крышу такого типа?

Рисунок 2. Схема конструкции датской кровли.

Подобная крыша представляет собой конструкцию, сочетающую в себе обычную двускатную крышу и вальм.Большой чердак, как и в голландском дизайне, можно использовать как чердак.

Строительство по датскому проекту — более дорогой вариант по сравнению с голландским. Однако в случае точного расчета такая крыша будет иметь отличный внешний вид и сможет обеспечить надежную защиту всего здания.

Для установки датской стропильной системы вам потребуются такие элементы:

• Рейки
• штанга коньковая;
• ножки бедренные, обычные и угловые стропильные;
• опорных досок;
• шпренгелей;
• затяжек.

Монтаж этих элементов выполняется по тем же правилам, что и для голландской кровли, однако есть некоторые отличия. Датская крыша представляет собой изделие со сложными скатами. Схема этого здания представлена ​​на рис. 2.

В датском проекте стропила пандусов в виде трапеции не подходят к коньковой балке, а опираются на верхнюю часть бревенчатого бруса, который ставится на основания фронтонов и крепится к стропилам конструкции. боковые пандусы.Внизу элементы будут опираться на мауэрлат.

Прибину можно закрепить гвоздями. Чтобы укрепить этот блок в местах фиксации, вам понадобятся подкосы. Они крепятся снизу основания.

Вдоль верхней части шатровых откосов следует формировать небольшие фронтоны, в которых в большинстве случаев устанавливается небольшое окно. В шатровой части пандусов могут быть встроены световые окна.

Стропильные ноги, балки и блок конька должны быть изготовлены из материала одной породы дерева и иметь одинаковое поперечное сечение.

В противном случае конструкция усложнится, могут появиться перекосы и придется проводить ремонтные работы.

Двускатную крышу или любую другую полаватровую крышу соорудить сложно, но если соблюдать технологию, то в процессе строительства проблем не возникнет.

Стропильная система полускатной крыши

Стропильная система полускатной крыши: подробная инструкция по установке

Полувальмовая двускатная крыша — мансардная (или как ее еще называют «шатровая») крыша домов, подсобных помещений и других построек, имеющая два срезанных треугольных пика, расположенных над торцевыми стенами.Такая конструкция очень проста, но в то же время долговечна. Квадратная шатровая крыша имеет форму пирамиды.

Полушатровые домики могут иметь две треугольные стороны и две трапециевидные. Половина прямоугольного плана имеет четыре трапециевидные стенки. Они практически всегда располагаются с одинаковым уклоном, что делает их симметричными относительно осевых балок кровли. Поверхности тентов имеют постоянный уровень облицовки, поэтому водосточную систему можно установить по кругу вокруг крыши.В большинстве случаев хозяева также монтируют мансардные откосы или окна.

Достоинства и недостатки полаватровой крыши:

1. При такой конструкции чердачное пространство намного меньше, чем при устройстве двускатной крыши;
2. Сложнее убирать, проводить плановый ремонт;
3. Кроме того, для обслуживания полубедра потребуются специальные аэраторы с функцией принудительной вентиляции;
4. Главное достоинство этой конструкции — прочность.Такую крышу можно установить в экстремальных климатических условиях, районах с сильным ветром или у моря;
5. У нее очень красивый вид, она эффектно смотрится как в городе, так и в условиях дачного поселка;
6. Благодаря низкому профилю такая крыша имеет хорошую вибростойкость.

Как накачать полубедро

Проекты домов с полушатровой крышей легко разработать в домашних условиях, имея чертеж. Это основа любой конструкции, дома можно бесплатно пользоваться программой AutoCAD.

Технология возведения кровли довольно проста, предлагаем рассмотреть, как построить полавальтовую крышу своими руками с фото:

1. Измерьте длину общих стропил, шатровых балок и спинных досок. После этого нужно рассчитать периметр крыши постройки. Обычные стропила — это те, которые идут от верхней стены до вершины крыши. Полу-шатровая проходимка по коньку, где две стороны соединяются на крыше. Спинальная доска проходит по верхней части кровли, где совмещены общие стропила и вальм.Очень важно, чтобы длина стропил соответствовала размеру крыши.
2. Измерьте размер общих стропил, и рассчитайте необходимый параметр в соответствии с желаемой площадью или углом наклона кровли.
3. Обрежьте стропила нужного размера. Советуем прибавить к необходимой длине стропил 50 см, эту погрешность необходимо создавать;
4. После этого вырежьте опорные балки и сделайте из них каркас. Для будущей обрешетки. Расставить стропила нужно с интервалом в 50 сантиметров.Этот показатель может меняться в большую сторону в зависимости от площади кровли и материала, используемого для покрытия;
5. Отметить вдоль стены места, где будут располагаться стропила;
6. Расположите стропила по периметру крыши, установите конек на желаемой высоте;
7. С помощью специальных кронштейнов закрепите балки на стене. Это необходимо для обеспечения им дополнительной защиты и жесткости;
8. Далее схема немного меняет направление. Обрешетка ставится от центра крыши, при размещении примерно 50% досок нужно начинать работу с вальмовых стен.Для этого от угла стены до конька укладываем балку, образуется диагональная плоскость, так же поступаем и со второй стеной. Доски крепятся на коньке и у основания с помощью саморезов и стоек. Для скатной кровли большое значение имеет угол наклона. Вальмовый откос часто совпадает с чердаком. В среднем это от 35 до 60 градусов;
9. Далее нужно соорудить кровельный пирог.

Полускатная крыша — СМД своими руками

Устанавливаем на балки листы тонких предварительно обработанных покрытий, чаще всего это фанера или полимерная пленка.Устанавливается такая накладка без нахлеста, но стыки желательно обработать герметиком.

Монтаж стропильных балок осуществляется с помощью специальных инструментов, также советуем показать свои расчеты, чертежи и схемы специалисту перед началом работ, он поможет проверить правильность и правильность их выполнения.

Расчет кровли

Стропильная система полушатка должна быть четко рассчитана, для этого понадобятся следующие формулы:

Чтобы узнать высоту крыши нужно: h = (ß tan a) / 2

Для расчета диагоналей бедра необходимо использовать следующее уравнение:

е = b / (2 cosa)

Исходя из того, что у нас есть, вы можете узнать площадь скатной крыши, чтобы рассчитать количество материала для покрытия:

d = (h4 + (b / 2) 2 + (b / 2) 2) 2

Это было вычислено по площади одного четырехскатного треугольного бедра, чтобы узнать общую площадь крыши, необходимо суммировать площадь четырех треугольных фигур или двух треугольников и двух трапеций (с прямоугольным полубедром) .

Для более точного результата все проемы в кровле нужно убрать из полученного числа — это дымоходы, слуховое окно, водосточные системы, люки для аэраторов.

Как накрыть крышу

Устройство половинчатой ​​крыши достаточно прочно, чтобы выдержать вес любого строительного материала, но для покрытия лучше всего использовать кровельное покрытие. Перед установкой металлического материала обязательно оставьте вентиляционное отверстие.

Также часто используется плитка, которая в данном случае намного выгоднее, битумная, она легче керамической и металлической.В классическом варианте используются деревянные доски.

Такая архитектура отлично смотрится как на одноэтажных домах, так и на двухэтажных. В наше время все более популярной становится двускатная полувальмовая крыша, но ее устройство достаточно сложно для самостоятельного исполнения, к тому же нецелесообразно монтировать ее при сильном ветре.

Вальмовая крыша: стропильная система

Сегодня вы можете выбирать из различных типов кровельных конструкций, ведь есть возможность уделить больше внимания дизайну дома.Поэтому в загородных поселках все чаще встречаются постройки с четырехскатной крышей. И хотя двускатные конструкции по-прежнему довольно популярны, первые постепенно опережают спрос. Это понятно; нельзя запретить жить красиво. К тому же под четырьмя скатами крыши легко организовать жилое или офисное пространство, а на скатах установить мансардные окна.

Три вида четырехскатных крыш.

Давайте разберемся со всеми конструкциями, а точнее с их стропильными системами.

Ферма скатной крыши

Чтобы понять, из каких элементов состоит кровельная система скатной кровли (схема находится на фото ниже), нужно понимать, из каких конструктивных элементов она состоит в целом. Это четыре ската в двух равных парах. Большие склоны имеют трапециевидную форму, два маленьких — равнобедренные треугольники.

В конструкции обязательно присутствует коньковая балка, только она укорачивается, то есть ее длина не равна длине пролета кровли. А поскольку форма скатов крыши разная, то стропила, используемые для ее возведения, тоже будут иметь разную длину, чтобы можно было правильно формировать скатные плоскости.Сами стропила имеют свои названия.

• Элемент, соединяющий балку конька с углом постройки, называется стропилами.
• Укороченные элементы, соединяющие мауэрлат и наклонную стропильную ногу, называются пауками.
• Стропила, одна кромка опирающаяся на мауэрлат, а вторая на коньковую балку, называются обыкновенными.
• Есть стропильные ноги, которые упираются верхним концом в конец коньковой балки. Их три: два с соседних трапециевидных спусков, один с треугольного.Они соединяются вверху в сложный узел, здесь соединяются сразу четыре элемента. Так эти стропила называют центральными.

Шатровая крыша (стропильная система) — довольно сложный комплекс, который невозможно построить своими руками, если вы не являетесь специалистом в этом деле. Большое количество различных элементов требует точной настройки. К тому же существует огромное количество стыков, требующих особого подхода. Конечно, с появлением современных крепежных изделий в виде металлических фасонных изделий процесс установки значительно упростился.И все же это не дает права непрофессионалам строить стропильную систему вальмовой кровли — схема ее не проста.

На что еще нужно обратить внимание, приступая к возведению вальмовой крыши со стропильной системой. Конечно, оптимально, если на нем уже есть проект. Он решает все проблемы, связанные с количеством стропил, их размером, частотой установки и требованиями к монтажу. Но если на небольшую постройку возводится шатровая крыша, то ее чертеж, сделанный даже своими руками, позволит правильно оценить свои силы.Плюс ко всему вы сможете точно рассчитать необходимое количество всех используемых материалов, что обеспечит правильный подход к расходу строительного бюджета.

Итак, шатровая крыша (стропильная система), чертеж которой нарисован, подготовлена ​​к сборке. Для этого закупается брус сечением 100 × 100 или 200 × 200 мм для мауэрлата и коньковый брус, доски сечением 50 × 150 мм для стропил. Необходимое количество указано на чертеже или конструкции крыши.

Ферма полускатная

Полуаватная крыша (стропильная система) — это треугольный скат, в котором присутствуют фронтоны.Следует отметить, что это самая сложная конструкция из всех четырехскатных. Она приехала в Россию из западно-северных стран, поэтому сегодня различают две структуры: голландскую и датскую. И уже на их основе разработано множество вариаций. На фото ниже: Рис. 1 — голландская конструкция, Рис. 2 — датская.

Рассмотрим устройство полаватровой кровли и ее стропильной системы. Включает:

• Подвесные или многослойные стропила, соединяющие мауэрлат и конек здания.По сути, они центральные и в то же время обычные. В этом типе кровли их наибольшее количество, ведь основной трапециевидный скат занимает большое место в кровельной системе дома.
• Наклонные (угловые) стропила в этой конструкции укорачиваются, так как они не соединяются с коньком. Их верхний конец упирается в последние центральные стропильные ноги, где они фиксируются. Размер накосников может быть разным, это зависит от выбранной формы бедра. То есть, если бедро покатое, то накосники должны быть короткой длины, если крутые, то наоборот.При крутом склоне вальм размер фронтона уменьшается.
• В полушатровой стропильной системе также имеются укороченные центральные элементы, являющиеся основой шатровой рампы, расположенной под фронтоном. Нижними краями они упираются в мауэрлат, верхними краями в специальную горизонтальную балку, называемую отверстием. Делают его из той же доски, что и сами стропила.
• И, конечно же, в полушатровой крыше пауки. Они расположены на всех четырех скатах и ​​упираются своими верхними торцами на наклонные наклонные стропила.

Что касается двускатной части крыши, то она образована двумя центральными стропильными ногами и отверстием для укороченных центральных элементов. По сути, это малогабаритный треугольный проем, который закрывается и украшается. Если он большой, то в него устанавливаются вертикальные стойки, если нет, листовой материал крепится к стропилам.

Процесс сборки полускатной крыши выглядит следующим образом:

• Первая смонтированная коньковая балка. Устанавливается на опорные стойки.
• Затем на него укладывают центральные стропила.
• Далее, накосные элементы.
• После чего установка отверстия.
• И последними будут установлены пауки на всех пандусах.

Ферменная конструкция крыши

Стропильная система крыши — самая простая схема, ведь это четыре одинаковых ската в виде равнобедренных треугольников. Поэтому стропил в нем не очень много. Есть четыре наклонных элемента, четыре центральных, которые соединяют мауэрлат и точки соединения всех стропил.А также несколько наростов на каждом скате, которые, как обычно, упираются в носовые элементы.

На самом деле собрать стропильную систему тентовой кровли своими руками несложно. Самый сложный узел — это сама точка соединения всех стропильных ног. Но если возводимая крыша большая, то на помощь приходят дополнительные элементы, на которые будут опираться стропила. Именно они упрощают сам процесс установки. Обычно в центре крыши устанавливается опора, на которую верхними краями ложатся стропильные элементы.Поддержка может быть разной. Например, столб, четырехугольная конструкция с четырьмя столбами и так далее.

Помимо стропильных ног в конструкцию тентовой крыши со стропильной системой входят и другие элементы, составляющие ее неотъемлемую часть. А именно:

• Ригель. Этот элемент является промежуточной частью соединения стропил между собой на коньке.
• Кровати представляют собой мауэрлат, устанавливаемый внутри конструкции крыши. Их обычно кладут либо на стену, оказавшуюся внутри постройки, либо на столбы, служащие опорными элементами.
• Прогоны — горизонтальные брусья, расположенные под средней частью (по длине) стропил. Этот элемент обычно используют, если под него можно установить опоры.
• Шпренгели — это опорные стойки из бревен, брусьев или двойных досок.

Все вышеперечисленные элементы являются составными частями стропильной конструкции, и именно они повышают ее прочность и надежность. Их наличие — повышение безопасности эксплуатации кровли в целом.

Параметры стропильной системы

Шатровая крыша (стропильная система), шатровая или полувальмовая, представляет собой набор стропильных ног.Но тут возникает вопрос, какое их оптимальное количество считать надежным. На это влияет большое количество различных факторов. Например, расстояние между ножками, их сечение, тип кровельного материала, высота конструкции, сколько снега выпадает в том районе, где строится дом.

По мнению специалистов, основным параметром является первый из вышеперечисленных. Поэтому стоит рассмотреть различные комбинации.

• Если длина стропил 3 м, а сечение 80 × 100 мм, то расстояние между ними должно быть в пределах 110-135 см.
• Длина 3-4 м, сечение 90 × 100 мм, расстояние 140-170 см.
• Длина 4-5 м, сечение 80 × 200 мм, пролет 110 × 135 см.
• Длина 5-6,5 м, сечение 120 × 220 мм, зазор между ними 110 × 140 см.

Это далеко не весь перечень, но он уже показывает, что и как влияет на кладку стропильных ног. Кстати, чем тяжелее рубероид, тем чаще подходят стропила, то же касается и снеговой нагрузки.

Вот фото вальмовой крыши (стропильной системы), на которой хорошо видно, как часто кладут ножки, ведь крыша будет покрыта тяжелым материалом.Вместе со снегом он создаст приличные нагрузки, которые должны выдерживать стропила. Если, например, для покрытия кровли используется настил марки НС-75, то стропила можно устанавливать с интервалом до 3 м. Ведь сам профильный настил имеет большую несущую способность.

Как видите, стропильная система крыши — это конструкция, обеспечивающая всему дому надежность и безопасность его эксплуатации. И не важно, какая крыша возводится, каких размеров и форм, важно правильно рассчитать размер ножек, точно выбрать их сечение и правильно установить.Не забывайте, что крепление стропильных элементов — важнейшая составляющая, от которой также зависит сохранность конструкции.

Устройство и расчет стропильной системы полушатровой кровли

Крыши полускатные (голландские) не относятся к числу самых популярных кровельных конструкций из-за некоторой сложности исполнения. Такие крыши удачно сочетают в себе все достоинства обычных двускатных и шатровых крыш. В регионах с сильными ветрами оправдано возведение полувальмовых конструкций, что позволяет снизить негативное природное воздействие на кровлю.К тому же такая крыша позволяет значительно расширить полезное пространство чердака, которое можно использовать как дополнительную жилую площадь.

Торт кровельный

Успешное завершение стропильной конструкции позволяет приступить к созданию «кровельного пирога». Структура которых может незначительно отличаться в зависимости от типа кровельного материала, предназначенного для использования. Однако основные элементы кровельного торта остаются неизменными:

Обрешетка монтируется прямо на контррешетку и укладывается кровля.

Расчет каркаса двускатной полускатной крыши

Самым ответственным моментом при возведении кровли является расчет стропильной системы. Они относятся к категории достаточно сложных, поскольку должны учитывать не только вес самой кровли с учетом всей площади поверхности, но и технические характеристики кровельного материала, а также особенности климатических условий. условия, включая дождевые, снеговые и ветровые нагрузки.

Кроме того, в конструкции есть несколько сложных моментов, связанных с перерасходом кровельных материалов и стропил, что связано со значительным количеством отходов при сборке и обшивке полубальтов.

Именно поэтому расчет каркасной конструкции целесообразно доверить профессионалам или воспользоваться специальными компьютерными программами.

Устройство стропильной системы

Несмотря на некоторые особенности, стропильная конструкция голландской кровли аналогична любой кровле на основе установки мауэрлата. Для этого необходимо установить на верхнюю часть стен опалубку с заранее установленными стойками, для чего выдерживается шаг 120 см и диаметр порядка сантиметра.Далее заливается армопояс и после закрепления бетонного основания устанавливается мауэрлат.

Начальный этап непосредственного монтажа стропильной системы характеризуется укладкой гидроизоляционного слоя, для чего необходимо сформировать отверстия в опорных брусках подходящего диаметра.

Затем на смонтированные шпильки надеть балку мауэрлата и закрепить шайбами ​​и гайками. С этого момента начинается строительство стропильной системы с установкой стропил, которая может быть представлена ​​кладочным или навесным вариантом.

Устройство стропильной системы

Выбор стропильной конструкции зависит от особенностей конструкции с учетом ее размеров и наличия или отсутствия в здании промежуточных опор несущего характера.

Конструктивно подвесные стропила имеют упор исключительно на мауэрлат, что позволяет передавать на стены значительные распорные силы. Чтобы предотвратить разрушение этих стен, стропила необходимо оборудовать в нижней или верхней части специальными затяжками.

Стропила различаются акцентом на мауэрлат — на внутренние несущие элементы или конструкции. Конечно, слоистый вариант стропильной системы имеет меньший вес, что способствует значительной экономии при покупке стройматериалов. К тому же этот вид двускатной крыши более устойчив к сильным ветровым нагрузкам.

Правила установки и монтажа

Для получения надежной и прочной конструкции следует придерживаться технологии монтажа и основных правил крепления всех элементов.

Общая последовательность всех действий, выполняемых при возведении стропильной системы полушатровой конструкции:

• фермерская установка;
№
• отсутствие упора на фронтоны позволяет устанавливать коньковый брус на временные опоры с последующим соединением кромки конька с углами фронтона с помощью раскосов;
• стык конька и подкоса снабжен сложным трехплоскостным разрезом;
• крепление на установленных участках укороченных стропильных ног с основных откосов, а также на стропилах с полушатровой части;
• усиление установленных ферм с помощью пары балок для сжатия верхнего сегмента и растяжения нижнего.

После крепления поперечных балок процесс монтажа стропильного каркаса завершается и необходимо оборудовать кровельный пирог.

Обобщить

Полускатная двускатная крыша имеет некоторые особенности, которые связаны с тем, что часть веса приходится на трапециевидные фронтоны. Именно по этой причине эту часть каркаса следует делать максимально прочной.

Особенностью коньковой балки является наличие дополнительной сжимающей нагрузки, что требует выполнения этого элемента из бруса большего сечения.

Несмотря на то, что поливальтовая крыша не отличается простейшей конструкцией и ее установка дается далеко не всем, эстетика и функциональность такой кровли не оставляют равнодушными даже заядлых скептиков.

Двухскатная двускатная крыша: стропильная система и конструкция

Двухскатная двускатная крыша — это не только красивая с точки зрения архитектуры, но и очень практичное решение, позволяющее получить одновременно и просторный мансардный этаж, и надежную, прочную крышу.Помимо эффективной защиты всех частей здания от воздействия атмосферных осадков, поливальмовая конструкция крыши обеспечивает высокую устойчивость к самым интенсивным ветровым нагрузкам. Все эти преимущества привели к высокой популярности этого вида кровли в сфере индивидуального строительства.

Варианты полускатной крыши

При выборе кровельного материала и угла наклона скатов полаватровой кровли, в первую очередь, принимается значение нормативной снеговой нагрузки, принятой строительной климатологией для региона, в котором осуществляется строительство. учетная запись.При высоких значениях уклон пандусов увеличивают, а свесы делают меньше; на низких — наоборот: уклоны делают более пологими, а свесы увеличиваются.

Следующим фактором, влияющим на уклоны скатов и форму крыши, является назначение чердачного помещения. Как известно, каждый скат полувальмовой крыши состоит из двух трапециевидных плоскостей, имеющих разный уклон. Если хозяин намерен использовать чердачное пространство как жилое помещение, верхнюю часть пандуса делают более пологой и длинной.

Стропильная система

Единственный недостаток полаватровой кровли — сложность стропильной конструкции, которая включает, помимо основных элементов, множество дополнительных элементов, без которых система не имела бы необходимой прочности и жесткости.

Сборка стропильной конструкции начинается с установки мауэрлата, задача которого — равномерно распределить передаваемую стропилами нагрузку на верхнюю плоскость стены. Сечение балки мауэрлата должно иметь ширину 150 мм и высоту 100 или 150 мм.

Мауэрлат укладывается на два слоя рулонной гидроизоляции и крепится к стене: к деревянной — скобами, к кирпичу — шпильками, монолитным в железобетонном поясе, специально сооружаемом поверх кирпичной кладки.

Шпильки изготавливаются из металлического стержня диаметром 10 мм и устанавливаются с шагом 1,2 м таким образом, чтобы по окончании монтажа всей стропильной системы они находились между стропилами. Длина свободного конца шпильки после укладки мауэрлата должна составлять 2 — 3 см.Просверливание крепежных отверстий в мауэрлате, а также обработка бруса антисептиком производятся заранее.

После укладки и фиксации мауэрлата устанавливаются стойки и конек. Главное требование этой относительно несложной операции — строгая вертикальность стоек, которая проверяется отвесом.

На следующем этапе устанавливаются диагональные (наклонные) стропила, соединяющие концы конька с углами дома. Эти стропила имеют большую длину, чем обычные, и несут повышенную нагрузку, поэтому их площадь поперечного сечения удваивается.Для этого, как правило, скрепляют между собой две доски или балки, служащие материалом для обычных стропил.

Стропила, основанные на диагональных, называются стропилами. Их, как и обычные стропила, устанавливают на следующем этапе. По окончании монтажа стропила укрепляют опорными стойками или подкосами, опираясь на плиты или балки перекрытия; для стропил используется ферменная ферма. Стропила размещают таким образом, чтобы они опирались на диагональные стропила в разных точках. В этом случае нагрузка будет распределяться равномерно по всей длине диагональных стропил.Для большей устойчивости к ветровым нагрузкам стропила дополнительно крепятся к вбитым в стену костылям, для чего используются проволочные нити. На закрепленные стропильные ноги укладывают обрешетку.

Каждый деревянный элемент перед сборкой ферменной конструкции необходимо обработать антисептическими и противопожарными составами.

Пирог с двускатной крышей

Самым главным элементом кровли является пароизоляция, лучшим материалом для которой считается пленка из фольги. Крепится к нижней плоскости стропил фольгой вниз с помощью строительного степлера.Фольга должна быть алюминиевой, так как она не подвержена коррозии.

Следующий слой — утеплитель — чаще всего выполняется из минеральной ваты, которую кладут между стропилами. Предотвратить раздавливание минеральной ваты невозможно, ее нужно фиксировать с некоторым натяжением.

Кровельный пирог комплектуется гидроизоляционным слоем и кровлей. Между ними должен быть зазор, за счет которого будет осуществляться вентиляция подкровельного пространства.

Какие бывают типы стропил? (с иллюстрациями)

Существует семь различных типов стропильных конструкций, используемых для создания крыши: обычная, вальмовая, хип-джек, долина, долина, параплан и летающая бедра.В то время как наиболее распространенная двускатная крыша может быть построена с использованием только одного типа стропил, самые сложные конструкции крыши могут использовать комбинацию всех семи типов стропил. Хотя стропила могут быть собраны на месте из сырья, наиболее распространенный метод строительства крыши — это использование предварительно изготовленных стропил, которые доставляются на строительную площадку дистрибьютором пиломатериалов, который также размещает стропила на крыше с помощью тележки со стрелой.

Обычное стропило используется для создания основной двускатной крыши.Этот тип стропил идет от внешней стены и продолжается до коньковой доски или пика крыши. Обычное стропило используется для определения высоты крыши и для размещения коньковой доски. После того, как коньковая доска установлена, крыша готова для следующего типа стропил.

Бедренное стропило проходит под углом 45 градусов к общему стропилу.Вальмовые стропила кладут на угол стены или фундамента и доходят до коньковой доски. Этот тип стропил используется для отделки конца крыши, где она встречается с концом здания. Стропила для бедра сидит на стене здания и поднимается к ней. Домкрат проходит на одной линии с общими стропилами и совпадает с общими стропилами на бедрах.

Стропила Valley используются везде, где есть внутренний угол на крыше.Размещенные под углом 45 градусов к общим стропилам, стропила ендовой крыши проходит от коньковой доски к внешней стене здания. Стропила долины проходят от стропил до коньковой доски и находятся на одной линии с общими стропилами. Стропила для домкратов используется для перекрытия расстояния от стропила долины до стропила бедра, когда они расположены очень близко друг к другу.

Стропила вальмового типа используется на многоуровневых крышах, когда имеется несколько досок конька крыши на разной высоте.Летающее бедренное стропило идет от места, где стропило долины встречается с коньковой доской, и доходит до конца более высокой коньковой доски. Парящие стропила вальмовой крыши также называют загадочными стропилами. При строительстве крыши вполне вероятно, что для завершения готовой крыши может использоваться комбинация нескольких типов стропил.

Как построить вальмовую крышу — Сделай сам

Вальмовые крыши обеспечивают отличную устойчивость и легко отводят воду.Эти преимущества делают их подходящими для ветреного и влажного климата в долине Делавэр. Выбирая пиломатериалы, когда вы учитесь строить шатровую крышу, помните, что пролет крыши определяет необходимый размер пиломатериала. Прежде чем строить пристройку, вам следует связаться с отделом кодекса вашего городка.

Инструменты, которые вам понадобятся

Вам следует нанять одного или двух помощников для подъема и удержания стропил во время работы.

• Рулетка
• Карандаш
• Карпентерский квадрат
• Циркулярная пила
• Пистолет для ногтей

Как построить вальмовую крышу Направления

1. Разделите ширину здания на 2, чтобы найти длину для обычных стропил.
2. Вычтите из этого числа ширину коньковой доски.
3. Определите уклон крыши.
4. Введите эти размеры в кровельный калькулятор, чтобы найти длину каждого стропила.
5. У стропил, размещенных на коротких концах крыши, будет вычтена длина коньковой доски вместо ширины.
6. Карандашом и столярным квадратом наметьте линии гребня на каждой доске.
7. Обозначьте обе линии прореза «Птичья пасть» на другом конце каждого стропила.
   1. Срез сиденья горизонтальный и подходит к стене.
   2. Прорезь уступа будет параллельна стене и выходить за пределы стены, создавая выступ крыши.
8. Сделайте все пропилы циркулярной пилой.
9. Вырежьте достаточно стропил, чтобы их можно было установить через каждые 20 дюймов.
10. Прибейте 4–6 центрирующих стропил на самых длинных сторонах здания перпендикулярно коньковой доске.
11. Прибейте коньковую доску между центрирующими стропилами.
12. Прибейте более обычные стропила вдоль самых длинных стен.
13. Прибейте 4 вальмовых стропила к концам коньковой доски с каждой стороны крыши и по углам здания.
14. Добавьте оставшиеся общие стропила.
15. Прибейте стропила к шатровым стропилам и стенам на коротких сторонах кровли.
16. Измерьте площадь поверхности со всех четырех сторон крыши, чтобы определить, сколько требуется фанерной обшивки.
17. При укладке фанерной обшивки начинать с угла.
18. Закрепите первый лист на месте.
19. Поместите второй лист рядом с ним и совместите края друг с другом и с лицевой панелью.
20. После того, как вы убедились в прямом расположении, прикрепите листы гвоздями.
21. Повторяйте процесс, пока не будет прикреплена вся оболочка.
22. Примените кровельную бумагу, черепицу и водосточные края, чтобы завершить новую вальмовую крышу.

Профессиональные кровельщики в долине Делавэр

Хотя плотники своими руками могут научиться строить шатровую крышу из сырого бруса, вы можете подумать о преимуществах найма профессионалов для кровельных работ.PJ Fitzpatrick отремонтировал и заменил тысячи крыш с 1980 года. Мы можем выполнить ваши кровельные работы быстро и по доступной цене. Спросите у нас оценку сегодня.

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

Введение

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

Работа по устранению повреждений жилых крыш с деревянным каркасом важна, 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 сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, записанные во время обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов предполагают, что широкомасштабное смягчение последствий возможно за счет улучшенных подходов к проектированию и инновационных решений.

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

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

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

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

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

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

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

Результаты

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

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

Анализ обследования повреждений

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

Торнадо в Мур, штат Оклахома, было определено как событие EF5, с повреждениями от EF0 до EF5, наблюдаемыми на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека и, по оценкам, был нанесен экономический ущерб до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и поэтому можно определить множество стадий развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая определение новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализа хрупкости компонентов дома и разработки улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к домам с деревянным каркасом были предъявлены новые предписывающие требования для смягчения ущерба до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

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

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

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

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

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

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

Статистический анализ возникновения отказов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Аналитический метод

Подход и предположения

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

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

Анализ спроса и мощности секций стропильной и рамной крыши

Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки из-за подъема ветра на элементы каркаса и сравнить их со способностями элементов противостоять этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные виды отказов.В опубликованной литературе представлена ​​подробная информация о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкции каркаса. 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 соотношений D / C.Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

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

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

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

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

Двухмерный анализ D / C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). Рисунок 7 иллюстрирует схему фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с прямоугольным каркасом, которая соответствовала профилю и геометрии плана ферменной крыши от Henderson et al. (2013), чтобы провести сравнение.

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

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

Рисунок 8 . Вид сверху спроектированной рамной вальмовой крыши.

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

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

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

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

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

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

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

Расчет мощности

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

Расчеты совместных нагрузок включают определение пропускной способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт опорных пластин, 2007 г .; Канадский институт опорных пластин, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и уравнений из Канадского справочника по дизайну древесины (Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты опорной способности включают в себя сопротивление выдергиванию гвоздя и поперечное сопротивление.

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

Результаты спроса и мощности

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

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

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

Рисунок 10 . Схема расположения неисправностей в ферме, основанная на результатах анализа нагрузки на мощность (D / C).

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

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

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

Ограничения

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

Дополнительная работа должна также оценить возможные вариации, существующие в компонентах спроса и мощности текущих результатов.На уровне элементов существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурациями соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных изделиях, предоставляемых разными производителями. В более широком масштабе методы проектирования различаются по регионам, компаниям и даже отдельным инженерам, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо их теоретической возможности, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также шкалы EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

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

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

• Случай анализа рамок также показал, что RTWC с ограниченными возможностями являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Отношение D / C RTWC стержневой рамы составляет 1,129 при той же приложенной высоте, что и ферма. Тем не менее, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучение фотографий, сделанных при обследовании повреждений, показало, что разрушенные крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось при проектировании.

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

Взносы авторов

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

Заявление о конфликте интересов

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

Благодарности

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

Список литературы

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

-V

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

Как измерить и оценить крышу для подрядчиков по кровельным работам

Большинство подрядчиков по кровельным работам обычно измеряют крышу, вычисляя площадь крыши, а затем прибавляя 10% для возможных отходов.Когда кровельные подрядчики пользуются большим спросом, например, во Флориде после урагана, такой способ оценки крыши может быть приемлемым, но на более узком рынке вам, возможно, потребуется более точные навыки оценки, чтобы конкурировать с вашими конкурентами и выгода. Здесь я покажу вам, как получить быструю и очень точную оценку кровли для всех типов крыш.

Перед тем, как подавать заявку на кровельные работы, необходимо знать, сколько будут стоить материалы. Чтобы знать, сколько материалов вам понадобится, вы должны знать размер крыши.Для начала вам нужно будет измерить общую площадь крыши. Затем вам нужно будет измерить длину выступов, граблей (фронтонов), бедер, впадин и карнизов. Если работа связана с установкой новой конструкции крыши, вы можете получить размеры по чертежам; однако, если крыша заменяется или ремонтируется, вам нужно будет измерить крышу самостоятельно.

Многие кровельщики начинают измерять крышу с измерения карниза. На двускатной крыше вам нужно будет измерить только в одном направлении.На вальмовой крыше вам нужно будет измерить в двух направлениях.

Двускатная крыша Вальмовая крыша

После того, как вы сделаете замеры карниза, вам нужно будет измерить ширину крыши. Чтобы измерить ширину двускатной крыши, вам нужно будет привязать рулетку к одному из карнизов и провести ее до противоположного карниза. Таким же методом вы будете измерять ширину вальмовой крыши.

После того, как вы измерили ширину крыши, вам нужно будет измерить ее длину.Чтобы измерить длину вальмовой крыши, вам нужно будет прикрепить измерительную ленту к карнизу у стропила конька, провести ее вверх по стропилам конька, по всей длине конька, а затем обратно вниз. конек стропила спускается до противоположного карниза. Вы можете измерить конек, пока снимаете длину крыши. Если вы получите длину двускатной крыши, просто измерьте конек. На двускатной крыше конек и длина будут одного размера.

После того, как вы измерили длину крыши, вам нужно будет измерить впадины и вальмы.Вам нужно будет получить эти размеры, чтобы знать, сколько металла гребня (покрытия бедра) и ендовы.

При измерении крыши некоторые измерения должны быть более точными, чем другие. Например, вы можете немного ошибиться с измерением гребня, бедра или впадины, и это не повлияет на ваши расходы. Однако, если вы не получите точных измерений ширины или длины крыши, это может стоить вам больше материалов, чем вы предполагали, если вы недооцените, или это может стоить вам работы, если вы переоцените и, следовательно, предложите завышенную цену.Если бы вы измерили крышу 100 на 120 футов, которая на самом деле была 101 на 121 фут, разница составила бы 221 квадратный фут, что составляет 2,21 квадрата кровельных материалов, что может стоить несколько сотен долларов.

При измерении кровли ВСЕГДА необходимо рисовать схему кровли. Ваш эскиз плана крыши должен включать размеры, уклоны, препятствия и проходы, а также любые другие необычные ситуации, такие как области мягких мест, гнилое дерево и любые другие препятствия.

Когда у вас будут все измерения, вы сможете использовать их для расчета площадей, уклонов, углов и коэффициентов допуска.Давайте продолжим и сделаем пример простой крыши.

---

Как измерить плоскую крышу

Взглянув на план крыши выше, вы можете увидеть фактические размеры. Плоская крыша такой конструкции, вероятно, проще всего измерить. Очевидно, что не все крыши будут такими простыми, но это, по крайней мере, хорошее начало, чтобы научиться измерять крышу.

При измерении крыши, подобной показанной выше, вам нужно будет разделить ее на прямоугольники, как мы это делали на Изображение 1.2 . Затем вы вычислите площадь прямоугольников и сложите их. Это известно как метод измерения положительной кровли. Итак, вы найдете площадь секций A, B и C и сложите их вместе, чтобы получить площадь всей крыши. Чтобы найти площадь прямоугольника уровня, умножьте длину на ширину.

Площадь прямоугольника уровня = длина x ширина

Пример 1.1

Метод измерения положительной крыши

Метод положительного измерения крыши требует, чтобы вы разбили крышу на измеримые участки.Для image 1.2 найдите площадь всех секций крыши, а затем сложите их вместе, чтобы найти общую площадь крыши.

Площадь сечения A = 20 ′ x 60 ′ = 1200 квадратных футов

Площадь участка B = 20 ′ x 40 ′ = 800 квадратных футов

Площадь сечения C = 20 ′ x 20 ′ = 400 квадратных футов

Таким образом, общая площадь плана крыши, приведенного выше, составляет 1200 квадратных футов + 800 квадратных футов + 400 квадратных футов = 2400 квадратных футов

Пример 1.2

Метод измерения отрицательной крыши

Чтобы найти площадь крыши с помощью метода отрицательного измерения крыши, вы продлите линию крыши за крышу, чтобы сформировать единый прямоугольник.Затем вы вычтете прямоугольные области, лежащие за пределами крыши.

Метод измерения отрицательной крыши

Сначала вам нужно удлинить линии крыши, чтобы сформировать единый прямоугольник.

60 ′ x 60 ′ = 3600 квадратных футов расширенный прямоугольник

Затем вам нужно найти площадь прямоугольников за пределами площади крыши. Вы можете видеть на Изображение 1.3 , что области за пределами плана крыши разделены на секции A и B. Мы найдем области этих секций, а затем вычтем их из нашего расширенного прямоугольника.

Площадь сечения A = 20 ′ x 20 ′ = 400 квадратных футов

Площадь участка B = 20 ′ x 40 ′ = 800 квадратных футов

Общая площадь за пределами планировки крыши составляет 800 кв. Футов + 400 кв. Футов = 1200 кв. Футов.

3600 квадратных футов — 1200 квадратных футов = 2400 квадратных футов

Вы можете видеть, что использование метода измерения отрицательной крыши дает тот же результат, что и метод измерения положительной крыши.

---

Как измерить периметр плоской крыши

Периметр плоской крыши — это общая длина, измеренная по краям крыши.Внешние края большинства крыш — это не простые прямоугольники и квадраты. На большинстве крыш есть углубления, которые затрудняют измерение периметра крыши.

Периметр крыши

Формула для определения периметра крыши:

L + W + L + W + R + R = Периметр крыши

или

2L + 2W + 2R = Периметр крыши

или

2 (Д + Ш + П)

Формула крыши без выемок:

2 (Д + Ш) = Периметр крыши

Пример 1.3

Давайте попробуем пример. Измерьте периметр крыши на изображении 1.5 .

Периметр крыши:

2 x (25 ′ + 15 ′ + 5 ′) = 90 погонных футов

---

ОТКЛЫ КРЫШИ

Наклон крыши определяется подъемом (в дюймах) на 12 дюймов длины крыши. Например, крыша «4 из 12» — это крыша, которая поднимается на 4 дюйма на каждые 12 дюймов горизонтального пробега.

Формула для определения уклона крыши:

Наклон = общий подъем / общий пробег

Уклон крыши = подъем (в дюймах) / 12 (дюймов на фут пробега)

Уклон крыши = (общий подъем / общий пробег) x 12

Пример 1.4

Давайте на примере найдем уклон крыши на изображении 1.7.

Уклон крыши = 5 футов / 10 футов x 12 = 6 дюймов подъема на 12 дюймов спуска.

Таким образом, имеется 6 дюймов подъема для 12 дюймов пробега, что делает эту крышу «6 из 12»

---

Шаг кровли

Чтобы найти уклон крыши, необходимо разделить общий подъем крыши на общий пролет крыши.

Шаг = общий подъем / общий диапазон

Наклон = 2 x шаг

Обычно уклон кровли используется строителями, но иногда это все, что есть у кровельщика.Вы можете преобразовать уклон крыши в уклон крыши. Вот как это сделать.

(2 x уклон крыши) = уклон

умножьте уклон на 12, и вы получите уклон крыши.

Пример 1.5

Преобразование 1/3 ската в скат крыши.

Наклон = (2 x (1/3))

= 2/3

Уклон крыши = (2/3) x 12 = 8

Следовательно, крыша — это крыша «8 на 12»

---

Как измерить уклон крыши

Для измерения уклона крыши вам понадобится уровень и рулетка.Отметьте свой уровень в 12 дюймах от одного из концов. Держите этот конец на крыше и поднимайте уровень, пока пузырек уровня не окажется в центре. Теперь измерьте расстояние между крышей и отметкой 12 дюймов на вашем уровне. Это измерение — рост более чем на 12 дюймов. Если расстояние между отметкой 12 дюймов на вашем уровне и крышей составляет 5 дюймов, тогда крыша будет крышей «5 на 12», если расстояние составляет 4 дюйма, то это крыша «4 на 12», и если расстояние составляет 3 дюймов, то крыша будет крышей «3 в 12».

Кровельные стропила

Стропила — это наклонная часть каркаса крыши, на которую опирается кровельное покрытие и настил.

Стропила обыкновенная — Стропила обыкновенная проходит перпендикулярно от внешней стены до коньковой доски.

Стропила конька — Стропила, проходящая параллельно стропилам конька от края внешней стены до конца коньковой доски.

Стропила в бедрах — Стропила проходит по диагонали от внешнего угла здания до конца коньковой доски.

Стропила Hip Jack — Стропила Hip Jack проходит от края внешней стены до стропила бедра.

Стропила долинного домкрата — Стропила долинного домкрата проходит перпендикулярно от коньковой доски к стропильной балке.

---

Измерение длины стропил

Вид сверху на двускатную крышу

Взгляните на изображение 1.11. По длине край карниза проходит горизонтально до уровня земли. Таким образом, вы сможете узнать фактическую длину прямо из планов.То же самое можно сказать и о коньковой доске, поскольку коньковая доска проходит горизонтально и на уровне земли. Однако вы не сможете узнать точную длину обычных стропил, просто взглянув на планы, потому что крыша наклонная. Длина в плане обычных стропил известна как прогон стропил. Пролетом стропила считается длина в плане, измеренная от края карниза до конька. См. Изображение 1.12 для лучшего понимания.

Чтобы определить фактическую длину стропил на виде сверху или с высоты птичьего полета, вы можете просто использовать таблицу преобразования уклона крыши, показанную на снимке , рис. 1.13. В таблице преобразования представлены коэффициенты уклона крыши, которые можно умножить на длину вида в плане (пролет). Например, если вы хотите вычислить фактическую длину обычных стропил с длиной в плане 10 футов для крыши «10 из 12», вы просто умножите длину растений на коэффициент «10 из 12» для обычных стропил. Следовательно, фактическая длина будет 10 ′ x 1,302 = 13,02 ′ .

Таблица коэффициентов преобразования уклона крыши

Коэффициенты в столбце 3 на рисунке 1 .13 используются для определения фактической длины впадин и шатровых стропил с использованием прогона стропильных ног или шатровых стропил. Коэффициенты в столбце 4 рис. 1.13 используются для определения фактической длины стропил ендовы и бедра с использованием длины стропила в плане. Коэффициенты в столбцах 3 и 4 предполагают, что стропила вальмы и впадины установлены под углом 45 градусов. Пожалуйста, обратитесь к , рис. 1.14 , чтобы лучше понять ход бедра или впадины по сравнению с длиной бедра или впадины в плане.У обычных стропил и стропильных ног длина в плане и длина стропил одинаковы; тем не мение; это не относится к стропилам от бедра и впадины, как вы можете видеть на изображении 1.14 .

Коэффициент преобразования уклона кровли Hip & Valley

обычных стропил: пролет равен длине плана

стропила вальмы и впадины: длина спуска не равна длине плана

Пример 1.6

Шатровая и двускатная крыша

Давайте попробуем пример. Посмотрите на изображение 1.15 Предположим, что крыша на изображении 1.15 представляет собой скатную крышу 5 на 12. Какова реальная длина обычных стропил, идущих от карниза до стропила конька? Как вы можете видеть, длина пробега составляет 10 футов, а поскольку уклон крыши составляет 5 из 12, коэффициент уклона крыши равен 1,083. Уравнение фактической длины обычных стропил:

Фактическая длина = длина участка x коэффициент уклона крыши

, поэтому для нашего примера

10 ′ x 1,083 = 10,83 линейных футов

, поэтому фактическая длина общих стропил равна 10.83 погонных фута

Какова фактическая длина вальмовых стропил?

Вылет шатровых стропил составляет 10 футов, а коэффициент уклона вальмовых и ендовых стропил для крыши 5: 12 при умножении на длину спуска составляет 1,474. Таким образом, для нашего примера фактическая длина бедренных стропил составляет 10 футов x 1,474 = 14,74 погонных фута.

Какова фактическая длина стропил ендовы? Вы можете видеть, что ширина слухового окна 10 футов. Разделите ширину на 2, и вы получите бег по долинам. 10 ’/ 2 = 5’ , поэтому длина долин составляет 5 погонных футов. Теперь давайте найдем реальную длину стропил ендовы. Длина впадины составляет 5 футов, а коэффициент уклона крыши 5 из 12 при умножении на длину хода составляет 1,474. Таким образом, для нашего примера фактическая длина стропила составляет 5 футов x 1,474 = 7,37 погонных фута.

Как измерить периметр скатной крыши

Двухскатная крыша и вальмовая крыша Вальмовая и двускатная крыша

Периметр вальмовой крыши или вальмовой крыши проходит горизонтально до земли.Взгляните на изображение 1.16 и изображение 1.17 в качестве наглядного примера для лучшего понимания. Вы можете определить длину и ширину, просто используя размеры из плана крыши. Таким образом, вы можете найти периметр вальмовой крыши или вальмовой и двускатной крыши, используя ту же формулу, которая используется для определения периметра плоской крыши.

Периметр = 2 (Д + Ш + П)

Если в здании нет ниш, формула:

Периметр = 2 (Д + Ш)

, пример 1.7

Найдите периметр крыши на изображении 1.15

Периметр = 2 (25 футов + 30 дюймов) = 110 погонных футов.

Когда вы пытаетесь найти периметр двускатной крыши, вы также должны учитывать наклон двускатной крыши. Поскольку край фронтона (называемый в терминологии кровли граблями) проходит по диагонали от земли, длина в плане не является фактической длиной. Если бы вы использовали длину плана для определения периметра двускатной крыши, ваши измерения были бы короткими, что привело бы к недооценке необходимых материалов, таких как карниз, стропила и облицовочная доска.