Конструкция вальмовых крыш: Конструкция вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

29.01.1970 By alexxlab Крыш Комментариев нет

Конструкция вальмовых крыш: Конструкция вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Содержание

Конструкция вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Трудно представить себе дом без стен, но представить его без крыши просто невозможно. Кровля защищает внутренние помещения от холода, дождя и снега, благодаря ей жилище приобретает привлекательный, законченный облик. Не последнее место среди многообразия вариантов занимает вальмовая крыша, прочная конструкция которой гарантирует долгую эксплуатацию и безопасность.

Содержание статьи

Дизайнеры в полную силу используют все возможности вальмовой крыши, применяя ее в проектах домов с жилой мансардой, эркерами, слуховыми окнами, балконами. Современные кровельные материалы дают возможность гармонично вписать ее в любой архитектурный стиль. Вальмовая крыша прекрасно смотрится на небольшой беседке, садовом домике или презентабельном коттедже. А из чего она состоит и как ее построить, мы расскажем в нашей статье.

Внешний вид

Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.

Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:

Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес вальмовой крыши крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.

Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.
Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.

Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.

Конструкция вальмовой крыши, а точнее ее стропильной системы, состоит из такой геометрической фигуры как треугольник, обладающей наибольшей жесткостью и надежностью.

Плюсы конструкции

Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:

Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.

Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.

Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.

Минусы конструкции

Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:

Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.

Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.

Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса. Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы.

Виды вальмовых крыш

Вальмовая крыша имеет множество вариаций, которые отличает внешний вид и внутреннее устройство:

Вальмовая. Классический, канонический вариант крыши, состоящей из четырех скатов – двух трапециевидных и двух треугольных. Скаты заканчиваются на одном уровне, а в верхней части встречаются в коньковом соединении. Чаще всего таким образом перекрывают помещения прямоугольной формы.
Полувальмовая голландская. Ее устройство отличается от классической укороченными вальмовыми скатами, которые не полностью заменяют фронтоны, а сокращая их до трапециевидной формы. Вальмы могут быть совсем крошечными, практически декоративными или достаточно большими для установки слухового окна, которое смотрится очень уместно.
Полувальмовая датская. Можно поспорит, к какому типу крыш она относится – двухскатному или четырехскатному. Ее «изюминка» в том, что вальмы начинаются не от самого конька, а ниже, оставляя под ним маленький фронтон треугольной формы, который используют для оборудования вертикального освещения.

Расчет элементов конструкции

Устройство вальмовых крыш начинают с проведения расчетов и создания проекта. К счастью, эту задачу облегчают компьютеры со специальным программным обеспечением, который самостоятельно выполняют вычисления и даже составляют чертеж. Программа вычисляет следующие параметры:

Угол наклона скатов вальмовой крыши. На его значение оказывают влияние три критерия: ветровая нагрузка, количество выпадающих осадков и выбранное кровельное покрытие. Согласно нормам строительной климатологии, территория нашей страны разделяется на 8 зон, различающихся по силе ветра и обильности выпадения осадков. По специальным картам определяют, к какой из них относится место строительства и какой угол наклона скатов рекомендован. Для каждого кровельного материала также существуют ограничения, с которыми обязательно сверяются.
Высота расположения конька. Ее вычисляют во вторую очередь, так как в расчетах используют значение уклона. Крышу в разрезе представляют, как треугольник, с двумя известными углами и основанием, равным по длине ширине дома. Используя тригонометрические формулы, определяют на какой высоте должен располагаться конек.

Сечение элементов стропильной системы. Толщина пиломатериалов, используемых в возведении каркаса, зависит от нагрузки, которой они подвергаются. Поэтому необходимо подсчитать вес кровельного пирога, самого каркаса, пола мансарды и перекрытий, добавить к ним значения временных нагрузок (вес снежного покрова, массу обслуживающего кровлю человека). Итоговая цифра обозначает суммарную нагрузку, согласно которой выбирают толщину стропил, мауэрлата, стоек и конькового прогона.

Если угол уклона скатов превышает 60 градусов, то в расчетах значением снеговой нагрузки можно пренебречь, так как вальмовая крыша с такой крутизной скатов не накапливает снег на поверхность, позволяя ему самостоятельно соскальзывать.

Устройство стропильной системы

Вальмовая крыша опирается на стропильную систему, набор элементов, осуществляющих распределение ее веса и поддержанию формы. В нее входит:

Мауэрлат, брус используемый в роли опоры для стропильной системы. Его сечение не должно быть менее 150х150 мм. Мауэрлат крепят на металлические шпильки к верхнему армированному поясу стен. У бревенчатых и брусовых домов эти функции выполняет верхний венец. Особенность вальмовой кровли в том, что для ее монтажа используют четыре мауэрлатных бруса, а не два, как для двухскатных.
Коньковых прогон. Брус на который опираются стропильные пары скатов, а монтируют его на вертикальные стойки.
Стойки. Опоры, устанавливаемые на лежень внутренней несущей стены. Они служат для поддержки конька и передачи нагрузки на фундамент здания.
Стропила. В такой конструкции используют стропильные ноги трех видов: накосные, идущие от конька к углам вальмы, рядовые, формирующие трапециевидные скаты и нарожные, которые закрепляют к накосным.
Подкосы. Так называемые подстропильные ноги под углом крепят к стропилам для снижения их прогиба под собственным весом. Упирают подкос в мауэрлат или стойку.
Затяжка и ригель. Горизонтально установленная перемычка между двумя стропилами, которая притягивает их друг другу и предотвращает распирание стен. Затяжку, которую располагают в основании крыши используют как балки перекрытий. Ригелем называют затяжку, монтируемую под самым коньковым прогоном.

Шпренгельная ферма. Совокупность элементов, служащих для поддержки диагональных стопил. Она состоит из непосредственно шпренгеля и горизонтальной схватки, в которую он упирается.

Накосные стропильные ноги испытывают больше нагрузки по сравнению с рядовыми и, как правило, превышают их по длине. Поэтому для их изготовления сращивают две доски, используемые для рядовых стропил, или закупают пиломатериалы вдвое большей толщины. Кстати, размер некоторых элементов стропильной системы превышает 6 метров, стандартную длину досок и бруса. Поэтому приходится применять наборные стропила, полученные путем соединения двух и более частей, или клееные.

Используемые материалы

Вальмовая кровля хороша тем, что для ее сооружения используют самые простые, общедоступные материалы. Это упрощает монтажные работы и не дает разорится на строительстве. Для изготовления стропильной системы применяют:

Металл. Оцинкованные уголки и двутавровые балки выдерживают большую нагрузку, не деформируясь, не поддаются коррозии. Однако имеют большой вес и высокую стоимость.
Дерево. Древесина, напротив, весит мало и стоит недорого, однако, как любой природный материал, подвержена гниению, действию вредителей и огня.

Не смотря на недостатки, дерево является более популярным материалом. Так как с помощью правильном обработке его можно сделать практически неуязвимым к внешним воздействиям. Достаточно лишь обработать деревянные элементы антисептическим составом и антипиреном для защиты от возгораний.

Грамотно рассчитанная и построенная согласно строительным нормам, кровля вальмового типа защитит обитателей дома от непогоды, поддержит комфортный температурный режим и украсит собой его внешний облик.

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. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Важнейший элемент дома, который оказывает влияние на всю постройку, это крыша. Её конструкцию подбирают, учитывая погодные условия в вашей местности и материалы, что используются в строительстве. И, конечно же, большое значение имеет внешний вид крыши. Среди всех конструкций больше всего заслуживает вашего внимания вальмовая кровля.

Содержание:

Особенности и конструкция вальмовой крыши
Разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша своими руками

Особенности и конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша пользуется особой популярностью, так как ей присущи высокие прочностные характеристики, долговечность и оригинальный вид. Также стоит отметить и её необычайную конфигурацию. Вальмовая крыша станет отличным выбором при обустройстве жилого чердачного этажа, так как позволяет упростить процедуру создания мансардных окон.

Кроме того, вальмовая крыша имеет обтекаемую форму. И благодаря этому она не так сильно подвергается разрушению от ветровых нагрузок, как другие конструкции. Конек крыши в свою очередь не подрывается порывами ветра. И на это свойство следует обратить внимание, если вы проживаете в южных районах с сильными ветрами.

Вальмовая крыша представлена четырьмя скатами. Они наклонены со всех сторон здания. Два ската являются боковыми, как у классической конструкции крыши. Еще два, дополнительные, располагаются между двумя предыдущими. В вальмовой крыше, в отличие от шатровой разновидности, присутствует не одна вершина, а две. Они соединены между собой коньком.

Вертикальные фронтоны имеют вид наклонных треугольных скатов. Они называются вальмами. Получается, что два ската у подобной конструкции принимают форму трапеции — по длинным сторонам. А по торцу – треугольную форму.

Конструкция вальмовой кровли состоит из таких узловых элементов:

Коньковый брус. Именно этот элемент является верхней точкой крыши и её главной несущей осью. В этом месте также соединяются все грани. Чаще всего при возведении вальмовой крыши центр конька совпадает с центром всего кровельного покрытия.
Угловые стропила. Стропильные ноги накосного типа выступают базовыми силовыми элементами и соединяют коньковый брус и углы постройки. Для их вырезания используют доски, толщина которых равна толщине конька. Стропильная нога одним концом крепится к коньку, а вторым — заходит за границы дома. Понадобится четыре штуки, зависимо от проекта.
Короткие стропила. Они могут быть разными по длине, но выходят под одним углом. При определении их количества во внимание принимают площадь крыши. Короткие стропила соединяются одним концом угловыми стропильными ногами. А другим они опираются на мауэрлат или угол здания, к коньку не крепятся.
Рядовой каркас. Центральные промежуточные стропила установлены на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены здания. Их число равняется шести, с каждой стороны – по три.
Промежуточный каркас. Промежуточные стропила начинаются на коньке, а второй стороной опираются на мауэрлат. На вальмах не устанавливаются.

Разновидности вальмовых крыш

Перед устройством вальмовой крыши следует разобраться, какие они бывают. Если конструкция с вальмой обрывается выше уровня боковых скатов, то кровлю называют голландской. Также иногда можно встретить название датская крыша. Такую конструкцию сложнее построить, чем классическую вальмовую. Однако старые дома с подобной кровлей целыми десятилетиями, а иногда – и намного дольше, стоят без изменений.

Еще существуют шатровые вальмовые крыши, скаты которых принимают одинаковую форму. Боковых скатов попросту нет. Вальмы формируют одинаковый угол. Шатровые крыши обустраивают исключительно для домов квадратной формы.

Также можно встретить различные необычные ломаные вариации вальмовой крыши. Конструкция состоит из скатов, которые имеют разный размер и расходятся под разными углами. Сложные ломанные вальмовые крыши редко встречаются, но вид имеют самый эффектный.

Вальмовая крыша своими руками

Устройство вальмовой кровли следует начинать с проектирования такой конструкции. Если вы правильно разработаете схему, то её получится собрать самостоятельно без привлечения дополнительных рабочих.

Угол наклона крыши

Оптимальный угол наклона крыши стоит определять в зависимости от климатических условий в регионе:

Уклон в ветряной местности должен быть как можно меньшим. Так вы сможете защититься от больших нагрузок на внешние стены.
Наклон крыши для регионов, где случаются обильные снегопады, следует увеличить. Так с кровли будет быстро сходить снег.
В местности, где преобладает сухая и жаркая погода, уклон следует делать минимально возможным. Чтобы навсегда забыть о перегреве, выбирайте этот показатель на уровне 2-5°.

Угол наклона также рекомендуется выбирать, зависимо от материала кровли:

При использовании наборного материала в штуках, к примеру, шифера, создайте крышу под минимальным углом — 22°.
Для вальмовой крыши из рулонного материала угол наклона будет зависеть от числа слоев. Если вы планируете укладывать два слоя, то угол должен составлять до 15°. Если будете укладывать 3 слоя, то сделайте угол от 2 до 5°.
При монтаже кровли из профнастила крышу сооружайте под минимальным уклоном – при условии герметичных стыков от 12°.
Если вы надумали уложить металлочерепицу, сделайте минимальный уклон в 14°.
Для мягкой черепицы ограничьтесь наклоном вальмовой крыши в 11°.
При покрытии крыши ондулином угол достигает 6°.
Если вы выбрали мембранную кровлю, то запомните, что она подходит для крыш, которые имеют любой уклон.

Кроме того, уклон вальмовой крыши рекомендуется пропорционально увеличивать, если увеличилась общая площадь и количество материалов, которые используются при работе. Поэтому если вас интересует экономия, стоит учитывать этот момент при проектировании вальмовой крыши.

Площадь вальмовой крыши

Обратите внимание, что некоторые факторы в расчет вальмовой кровли не включаются:

габариты дымоходной трубы;
размеры мансардных окон;
фальцы;
не имеющие отношения к кровельному покрытию свесы и парапеты;
длина ската,
элементы брусков, что выступают над кровельным покрытием;
примыкания.

Площадь кровли определяют в метрах квадратных. Для проведения таких расчетов вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который легко отыскать в сети. С его помощью определяется площадь вальмой крыши и количество строительных материалов.

Для расчета вальмовой кровли придется вспомнить знания, полученные на уроках геометрии. Так как вальмовая крыша имеет две вершины, то её общая площадь состоит из суммы площадей двух боковых плоскостей (трапеции) и площадей двух вальмов (треугольники):

Определить площадь вальма можно по формуле обыкновенного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
Площадь боковой плоскости определяется по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапеции получится разбить на площадь одного прямоугольника и двух треугольников.
При этом площадь рекомендуется вычислять по длине карнизов, а не по краям дома. Если вы планируете укладывать металлочерепицу или кровельные покрытия в рулонах, то длину ската уменьшите на 700 миллиметров.
Площадь коврового покрытия может намного превышать саму крышу. Это объясняется тем, что материалы укладываются с нахлестом. Также на крыше бывает много дополнительных элементов и примыканий. Поэтому чтобы рассчитать количество кровельного материала, прибавьте к площади крыши 10%. Если вы планируете возвести сложную крышу, то — 15-20%.

Расчет стропильной системы

Расчет стропильной системы вальмовой крыши – очень важная работа. Стропила должны выдерживать кровельный материал, нагрузки, создаваемые ветром и снегом. Поэтому при расчете учитывайте вес материалов, применяемых для создания кровельного покрытия и отделки, вес системы стропил и климатические условия в вашем регионе.

Для этой работы подготовьте замерную рейку и нанесите на неё все разметочные обозначения. Так вы избавитесь от неточностей в измерениях. Для изготовления рейки используйте фанеру, которая имеет ширину 5 сантиметров. Также приготовьте таблицу, где указаны соотношения длины и размещением стропильных ног, чтобы достичь высокой точности при измерениях.

Расчеты проводите в такой последовательности:

Длина стропильной ноги равняется произведению соответственного коэффициента.
Разметьте ось с торца постройки. Делайте по верхней обвязке.
Просчитайте половину ширины конька. Так вы выясните месторасположение первого элемента системы стропил.
Приложите конец рейки к размеченной линии. Другой — разместите по линии боковой стены. Здесь и будет место для промежуточной стропильной ноги.
Чтобы узнать длину стропила, один конец бруса установите на свес крыши, а второй — разместите на внешнем углу несущей стены.
Где расположить следующее центральное стропило, вычисляют так. Перенесите замерную рейку на край боковой стены, оставьте на ней пометки будущей системы стропил.
Аналогичные действия нужно провести на трех углах, что остались. Так вычисляется размещение конька и торцов промежуточных стропильных ног.

Для расчета угла наклона четырехскатной вальмовой кровли проделывайте манипуляции в такой последовательности:

Измерьте горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги, используя замерную рейку.
В таблице найдите подходящий угол крыши. Совершите произведение этих показателей.
Измерьте длину стропила от места, где крепится опора, до конька.
Аналогичным образом определите длину свеса. Сделайте произведение соответственного коэффициента на горизонтальную проекцию.

Теперь поговорим об накосной детали. Расчет стропильной ноги проведите так:

Отмерьте её длину от угла жилого дома.
Проекцию можно получить, если произведете квадраты проекций рядового каркаса.
Результат умножьте на поправку. Это и будет длина угловой стропильной ноги.

Монтаж опор для стропил

Первым делом установите опоры для поддержки бруса конька:

Нижние опоры различаются, зависимо от использованного для возведения дома материала. В брусчатых или рубленых домах эти функции выполняют верхние венцы сруба. В зданиях, которые сооружены по каркасной технологии, опорой выступает верхняя обвязка каркаса. В кирпичных домах накосные стропильные ноги опираются на мауэрлат.
Мауэрлат нужен для распределения нагрузки на внешние стены. Для его изготовления возьмите балку из древесины, что имеет сечение 100х100 мм. Этот элемент можно укладывать ближе к внутреннему краю стены или по центру.
Чтобы крышу не сорвало ветром, прикрепите его с помощью скруток из проволоки. Выдерживайте при этом шаг в 1000 мм.
Чтобы вы могли свободно осматривать мауэрлат и стропила, выдерживайте определенные расстояния. От чердачного перекрытия до мауэрлата должно быть хотя бы 400 мм.
Верхняя опора для системы накосных и диагональных стропильных ног – балка, сечение которой равно сечению диагональных стропил.
В конструкции вальмовой крыши нет кирпичных фронтонов, которые имеет двускатная кровля. Поэтому установите под коньковый брус стойки, которое имеют сечение 100х100 мм. Располагают их с шагом 3-4 м, как показано на фото вальмовой кровли.
Стойку обоприте на лежень. Уложите его на внутреннюю несущую стену или плиту перекрытия. В первом случае для изготовления лежня используют доску, что имеет сечение 50х150 мм. Во второй ситуации — брус, который обладает сечением 150х150 мм. Под лежень в обязательном порядке уложите рулонную гидроизоляцию.

Установка стропильной системы

При устройстве системы накосных и диагональных стропильных ног вальмовой крыши следуйте такой инструкции:

Накосные стропила крепятся к внутренним углам стен, а диагональные — к внешним. Длина первых больше обычных стропил, так как на них возложена в полтора раза большая нагрузка.
На стропильные ноги накосного типа будут опираться укороченные стропила скатов. Их называют нарожниками. Их принято изготавливать спаренными из двух рядовых ног.
Под стропила диагонального вида устанавливают опоры — одну или две. Для их изготовления используйте стойки из бруса. Подкосы размещают под острым углом 45°.
Промежуточные стропильные ноги опираются сверху на коньковый брус, а снизу — на мауэрлат. При их монтаже придерживайтесь шага в 1,0-1,2 м. Сечения подобных ног нужно выбирать, зависимо от схемы балки — одно- или двухпролетная, шага стропил, создаваемой весом крыши и снегом нагрузки. Помните, что промежуточные стропильные ноги не должны быть слишком длинными.
Каждое второе стропило крепите к несущей стене с помощью скруток. Сделайте их из 2 проволок, что имеют диаметр 4 мм. Промежуточный каркас соедините с мауэрлатом. Используйте для этого обратную скобу.
Угловые стропильные ноги известны под названием нарожники. Также зачастую их называют полуногами, так как они имеют укороченную длину. С одной стороны нарожники опираются на мауэрлат, со второй – на диагональную ногу. Для равномерной распределения нагрузки от угловых ног на накосные нарожники крепят к диагональным в разных местах, согласно схеме вальмовой кровли.
Для симметричного размещения всех стропильных ног сделайте отметки на коньковом брусе и мауэрлате. Наиболее важный момент при изготовлении стропильной системы вальмовой крыши — грамотное соединение всех элементов в местах, где пересекаются центральные и диагональные стропила. Сделайте для этого на брусьях надрезы, которые имеют двойной скос.

Усиление крыши и обрешетка

Чтобы конструкция вальмовой крыши получилась долговечной и надежной, не достаточно просто изготовить крепкую стропильную систему. Необходимо также её усилить:

Для усиления в углах размещают шпренгель – брус, что перекидывается между плечами мауэрлата и образует угол. Эти стойки предназначаются для подпирания диагональных стропильных ног. Если шпренгель располагается вдалеке от угла, то рекомендуется к нему пристроить ферму.
На перекрытие установите стойки, которые сверху соединяются брусом. Он выступает настоящей подпоркой для стропил и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на здание. Подобные стойки выполняют функции полок.
Если диагональные стропила имеют очень большую длину, то вам следует использовать сдвоенные балки вместо одного бруса, как показано на видео о вальмовой крыше.
Для создания обрешетки рекомендуется использовать деревянные доски. Также для этой цели годятся бруски с сечением 40 на 40 или 50 на 50 мм.
Предварительно обработайте древесину защитным составом, затем — тщательно просушите. Лучше не брать для работы сырые доски, так как они способны вызывать деформацию кровельного покрытия.
Обрешетку располагают перпендикулярно стропильным ногам. Стропила должны размещаться сплошным слоем. Также можно их устанавливать с шагом 10-15 см. Способ обустройства обшивки зависит от типа кровельного материала. Скажем, для мягкой кровли обрешетка допускается только сплошная.

Устройство кровельного пирога

После установки обрешетки на вальмовой крыше можно заняться обустройством кровельного пирога:

Для начала уложите слой гидроизоляционного материала для предотвращения попадания под кровельное покрытие воды. Также гидроизоляция поможет избежать формирования конденсата. Зафиксируйте его к стропилам, используя строительный степлер. Сверху укрепите контробрешеткой, не забывая о зазорах между кровельным и гидроизоляционным материалом для создания вентиляции.
Размещение пароизоляционного и теплоизоляционного материала будет зависеть от предназначения чердака. Определите, каким он будет – теплым или холодным. В ситуации с холодным чердаком утеплите пол, потому что утечки теплоты из жилого пространства минимальны. В случае с теплым чердачным помещением утеплите и крышу. Уложите утеплитель между стропилами. Затем обшейте обратную поверхность вальмовой крыши строительным картоном. В итоге вы получите потолок для мансарды.
Под утеплитель зачастую укладывают пароизоляционный материал. Размещается он внахлест. Поэтому вам следует рассчитывать на большой расход материала.
При выборе кровельного материала учитывайте его внешний вид, прочностные характеристики, надежность и долговечность. Также обратите внимание и на погодные условия в регионе и угол наклона вашей крыши.
Вальмовая крыша – это классическая конструкция, поэтому прекрасно будет смотреться глиняная черепица, которая не поддается деформациям и не выгорает.
Присмотритесь к другим черепичным материалам – битумной и металлической черепице. Они имеют бюджетную стоимость, отличаются простым монтажом, характеризуются высокими показателями устойчивости к разного рода повреждениям и шумоизоляции.
Допускается использование листовых вариантов кровельного материала из металлопрофиля. Чтобы достичь самого оригинального вида вальмовой крыши, задумайтесь о медном покрытии. Это дорогостоящий материал, который увеличивает цену вальмовой крыши. Однако его стоимость с лихвой оправдывается экологической чистотой и большой выносливостью.
Затем займитесь покрытием коньков и карнизных свесов, отделкой дымоходных труб в тех местах, где они проходят через крышу, устройством разжелобков и слуховых окон. Особое внимание уделите установке элементов снегозадержания, водосточной системы и ограждений крыши.

Таким образом, вальмовые крыши пользуются большой популярностью. Особенно, если вы решили построить небольшой загородный дом или дачу. Присмотритесь к вальмовой кровле при возведении офисного строения представительного характера. К тому же подобная конструкция будет идеальной для постройки оригинальной архитектуры с возвышениями, выступами и башенками. А еще вальмовая крыша – идеальна при устройстве мансардного этажа.

Вальмовая крыша. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Содержание:

Особенности и конструкция вальмовой крыши
Разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша своими руками

Особенности и конструкция вальмовой крыши

Конструкция вальмовой кровли состоит из таких узловых элементов:

Коньковый брус. Именно этот элемент является верхней точкой крыши и её главной несущей осью. В этом месте также соединяются все грани. Чаще всего при возведении вальмовой крыши центр конька совпадает с центром всего кровельного покрытия.
Угловые стропила. Стропильные ноги накосного типа выступают базовыми силовыми элементами и соединяют коньковый брус и углы постройки. Для их вырезания используют доски, толщина которых равна толщине конька. Стропильная нога одним концом крепится к коньку, а вторым — заходит за границы дома. Понадобится четыре штуки, зависимо от проекта.
Короткие стропила. Они могут быть разными по длине, но выходят под одним углом. При определении их количества во внимание принимают площадь крыши. Короткие стропила соединяются одним концом угловыми стропильными ногами. А другим они опираются на мауэрлат или угол здания, к коньку не крепятся.
Рядовой каркас. Центральные промежуточные стропила установлены на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены здания. Их число равняется шести, с каждой стороны – по три.
Промежуточный каркас. Промежуточные стропила начинаются на коньке, а второй стороной опираются на мауэрлат. На вальмах не устанавливаются.

Разновидности вальмовых крыш

Вальмовая крыша своими руками

Угол наклона крыши

Оптимальный угол наклона крыши стоит определять в зависимости от климатических условий в регионе:

Уклон в ветряной местности должен быть как можно меньшим. Так вы сможете защититься от больших нагрузок на внешние стены.
Наклон крыши для регионов, где случаются обильные снегопады, следует увеличить. Так с кровли будет быстро сходить снег.
В местности, где преобладает сухая и жаркая погода, уклон следует делать минимально возможным. Чтобы навсегда забыть о перегреве, выбирайте этот показатель на уровне 2-5°.

Угол наклона также рекомендуется выбирать, зависимо от материала кровли:

При использовании наборного материала в штуках, к примеру, шифера, создайте крышу под минимальным углом — 22°.
Для вальмовой крыши из рулонного материала угол наклона будет зависеть от числа слоев. Если вы планируете укладывать два слоя, то угол должен составлять до 15°. Если будете укладывать 3 слоя, то сделайте угол от 2 до 5°.
При монтаже кровли из профнастила крышу сооружайте под минимальным уклоном – при условии герметичных стыков от 12°.
Если вы надумали уложить металлочерепицу, сделайте минимальный уклон в 14°.
Для мягкой черепицы ограничьтесь наклоном вальмовой крыши в 11°.
При покрытии крыши ондулином угол достигает 6°.
Если вы выбрали мембранную кровлю, то запомните, что она подходит для крыш, которые имеют любой уклон.

Площадь вальмовой крыши

Обратите внимание, что некоторые факторы в расчет вальмовой кровли не включаются:

габариты дымоходной трубы;
размеры мансардных окон;
фальцы;
не имеющие отношения к кровельному покрытию свесы и парапеты;
длина ската,
элементы брусков, что выступают над кровельным покрытием;
примыкания.

Определить площадь вальма можно по формуле обыкновенного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
Площадь боковой плоскости определяется по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапеции получится разбить на площадь одного прямоугольника и двух треугольников.
При этом площадь рекомендуется вычислять по длине карнизов, а не по краям дома. Если вы планируете укладывать металлочерепицу или кровельные покрытия в рулонах, то длину ската уменьшите на 700 миллиметров.
Площадь коврового покрытия может намного превышать саму крышу. Это объясняется тем, что материалы укладываются с нахлестом. Также на крыше бывает много дополнительных элементов и примыканий. Поэтому чтобы рассчитать количество кровельного материала, прибавьте к площади крыши 10%. Если вы планируете возвести сложную крышу, то — 15-20%.

Расчет стропильной системы

Расчеты проводите в такой последовательности:

Длина стропильной ноги равняется произведению соответственного коэффициента.
Разметьте ось с торца постройки. Делайте по верхней обвязке.
Просчитайте половину ширины конька. Так вы выясните месторасположение первого элемента системы стропил.
Приложите конец рейки к размеченной линии. Другой — разместите по линии боковой стены. Здесь и будет место для промежуточной стропильной ноги.
Чтобы узнать длину стропила, один конец бруса установите на свес крыши, а второй — разместите на внешнем углу несущей стены.
Где расположить следующее центральное стропило, вычисляют так. Перенесите замерную рейку на край боковой стены, оставьте на ней пометки будущей системы стропил.
Аналогичные действия нужно провести на трех углах, что остались. Так вычисляется размещение конька и торцов промежуточных стропильных ног.

Измерьте горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги, используя замерную рейку.
В таблице найдите подходящий угол крыши. Совершите произведение этих показателей.
Измерьте длину стропила от места, где крепится опора, до конька.
Аналогичным образом определите длину свеса. Сделайте произведение соответственного коэффициента на горизонтальную проекцию.

Теперь поговорим об накосной детали. Расчет стропильной ноги проведите так:

Отмерьте её длину от угла жилого дома.
Проекцию можно получить, если произведете квадраты проекций рядового каркаса.
Результат умножьте на поправку. Это и будет длина угловой стропильной ноги.

Монтаж опор для стропил

Первым делом установите опоры для поддержки бруса конька:

Нижние опоры различаются, зависимо от использованного для возведения дома материала. В брусчатых или рубленых домах эти функции выполняют верхние венцы сруба. В зданиях, которые сооружены по каркасной технологии, опорой выступает верхняя обвязка каркаса. В кирпичных домах накосные стропильные ноги опираются на мауэрлат.
Мауэрлат нужен для распределения нагрузки на внешние стены. Для его изготовления возьмите балку из древесины, что имеет сечение 100х100 мм. Этот элемент можно укладывать ближе к внутреннему краю стены или по центру.
Чтобы крышу не сорвало ветром, прикрепите его с помощью скруток из проволоки. Выдерживайте при этом шаг в 1000 мм.
Чтобы вы могли свободно осматривать мауэрлат и стропила, выдерживайте определенные расстояния. От чердачного перекрытия до мауэрлата должно быть хотя бы 400 мм.
Верхняя опора для системы накосных и диагональных стропильных ног – балка, сечение которой равно сечению диагональных стропил.
В конструкции вальмовой крыши нет кирпичных фронтонов, которые имеет двускатная кровля. Поэтому установите под коньковый брус стойки, которое имеют сечение 100х100 мм. Располагают их с шагом 3-4 м, как показано на фото вальмовой кровли.
Стойку обоприте на лежень. Уложите его на внутреннюю несущую стену или плиту перекрытия. В первом случае для изготовления лежня используют доску, что имеет сечение 50х150 мм. Во второй ситуации — брус, который обладает сечением 150х150 мм. Под лежень в обязательном порядке уложите рулонную гидроизоляцию.

Установка стропильной системы

При устройстве системы накосных и диагональных стропильных ног вальмовой крыши следуйте такой инструкции:

Накосные стропила крепятся к внутренним углам стен, а диагональные — к внешним. Длина первых больше обычных стропил, так как на них возложена в полтора раза большая нагрузка.
На стропильные ноги накосного типа будут опираться укороченные стропила скатов. Их называют нарожниками. Их принято изготавливать спаренными из двух рядовых ног.
Под стропила диагонального вида устанавливают опоры — одну или две. Для их изготовления используйте стойки из бруса. Подкосы размещают под острым углом 45°.
Промежуточные стропильные ноги опираются сверху на коньковый брус, а снизу — на мауэрлат. При их монтаже придерживайтесь шага в 1,0-1,2 м. Сечения подобных ног нужно выбирать, зависимо от схемы балки — одно- или двухпролетная, шага стропил, создаваемой весом крыши и снегом нагрузки. Помните, что промежуточные стропильные ноги не должны быть слишком длинными.
Каждое второе стропило крепите к несущей стене с помощью скруток. Сделайте их из 2 проволок, что имеют диаметр 4 мм. Промежуточный каркас соедините с мауэрлатом. Используйте для этого обратную скобу.
Угловые стропильные ноги известны под названием нарожники. Также зачастую их называют полуногами, так как они имеют укороченную длину. С одной стороны нарожники опираются на мауэрлат, со второй – на диагональную ногу. Для равномерной распределения нагрузки от угловых ног на накосные нарожники крепят к диагональным в разных местах, согласно схеме вальмовой кровли.
Для симметричного размещения всех стропильных ног сделайте отметки на коньковом брусе и мауэрлате. Наиболее важный момент при изготовлении стропильной системы вальмовой крыши — грамотное соединение всех элементов в местах, где пересекаются центральные и диагональные стропила. Сделайте для этого на брусьях надрезы, которые имеют двойной скос.

Усиление крыши и обрешетка

Для усиления в углах размещают шпренгель – брус, что перекидывается между плечами мауэрлата и образует угол. Эти стойки предназначаются для подпирания диагональных стропильных ног. Если шпренгель располагается вдалеке от угла, то рекомендуется к нему пристроить ферму.
На перекрытие установите стойки, которые сверху соединяются брусом. Он выступает настоящей подпоркой для стропил и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на здание. Подобные стойки выполняют функции полок.
Если диагональные стропила имеют очень большую длину, то вам следует использовать сдвоенные балки вместо одного бруса, как показано на видео о вальмовой крыше.
Для создания обрешетки рекомендуется использовать деревянные доски. Также для этой цели годятся бруски с сечением 40 на 40 или 50 на 50 мм.
Предварительно обработайте древесину защитным составом, затем — тщательно просушите. Лучше не брать для работы сырые доски, так как они способны вызывать деформацию кровельного покрытия.
Обрешетку располагают перпендикулярно стропильным ногам. Стропила должны размещаться сплошным слоем. Также можно их устанавливать с шагом 10-15 см. Способ обустройства обшивки зависит от типа кровельного материала. Скажем, для мягкой кровли обрешетка допускается только сплошная.

Устройство кровельного пирога

После установки обрешетки на вальмовой крыше можно заняться обустройством кровельного пирога:

Для начала уложите слой гидроизоляционного материала для предотвращения попадания под кровельное покрытие воды. Также гидроизоляция поможет избежать формирования конденсата. Зафиксируйте его к стропилам, используя строительный степлер. Сверху укрепите контробрешеткой, не забывая о зазорах между кровельным и гидроизоляционным материалом для создания вентиляции.
Размещение пароизоляционного и теплоизоляционного материала будет зависеть от предназначения чердака. Определите, каким он будет – теплым или холодным. В ситуации с холодным чердаком утеплите пол, потому что утечки теплоты из жилого пространства минимальны. В случае с теплым чердачным помещением утеплите и крышу. Уложите утеплитель между стропилами. Затем обшейте обратную поверхность вальмовой крыши строительным картоном. В итоге вы получите потолок для мансарды.
Под утеплитель зачастую укладывают пароизоляционный материал. Размещается он внахлест. Поэтому вам следует рассчитывать на большой расход материала.
При выборе кровельного материала учитывайте его внешний вид, прочностные характеристики, надежность и долговечность. Также обратите внимание и на погодные условия в регионе и угол наклона вашей крыши.
Вальмовая крыша – это классическая конструкция, поэтому прекрасно будет смотреться глиняная черепица, которая не поддается деформациям и не выгорает.
Присмотритесь к другим черепичным материалам – битумной и металлической черепице. Они имеют бюджетную стоимость, отличаются простым монтажом, характеризуются высокими показателями устойчивости к разного рода повреждениям и шумоизоляции.
Допускается использование листовых вариантов кровельного материала из металлопрофиля. Чтобы достичь самого оригинального вида вальмовой крыши, задумайтесь о медном покрытии. Это дорогостоящий материал, который увеличивает цену вальмовой крыши. Однако его стоимость с лихвой оправдывается экологической чистотой и большой выносливостью.
Затем займитесь покрытием коньков и карнизных свесов, отделкой дымоходных труб в тех местах, где они проходят через крышу, устройством разжелобков и слуховых окон. Особое внимание уделите установке элементов снегозадержания, водосточной системы и ограждений крыши.

Вальмовая крыша. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Содержание:

Особенности и конструкция вальмовой крыши
Разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша своими руками

Особенности и конструкция вальмовой крыши

Конструкция вальмовой кровли состоит из таких узловых элементов:

Коньковый брус. Именно этот элемент является верхней точкой крыши и её главной несущей осью. В этом месте также соединяются все грани. Чаще всего при возведении вальмовой крыши центр конька совпадает с центром всего кровельного покрытия.
Угловые стропила. Стропильные ноги накосного типа выступают базовыми силовыми элементами и соединяют коньковый брус и углы постройки. Для их вырезания используют доски, толщина которых равна толщине конька. Стропильная нога одним концом крепится к коньку, а вторым — заходит за границы дома. Понадобится четыре штуки, зависимо от проекта.
Короткие стропила. Они могут быть разными по длине, но выходят под одним углом. При определении их количества во внимание принимают площадь крыши. Короткие стропила соединяются одним концом угловыми стропильными ногами. А другим они опираются на мауэрлат или угол здания, к коньку не крепятся.
Рядовой каркас. Центральные промежуточные стропила установлены на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены здания. Их число равняется шести, с каждой стороны – по три.
Промежуточный каркас. Промежуточные стропила начинаются на коньке, а второй стороной опираются на мауэрлат. На вальмах не устанавливаются.

Разновидности вальмовых крыш

Вальмовая крыша своими руками

Угол наклона крыши

Оптимальный угол наклона крыши стоит определять в зависимости от климатических условий в регионе:

Уклон в ветряной местности должен быть как можно меньшим. Так вы сможете защититься от больших нагрузок на внешние стены.
Наклон крыши для регионов, где случаются обильные снегопады, следует увеличить. Так с кровли будет быстро сходить снег.
В местности, где преобладает сухая и жаркая погода, уклон следует делать минимально возможным. Чтобы навсегда забыть о перегреве, выбирайте этот показатель на уровне 2-5°.

Угол наклона также рекомендуется выбирать, зависимо от материала кровли:

При использовании наборного материала в штуках, к примеру, шифера, создайте крышу под минимальным углом — 22°.
Для вальмовой крыши из рулонного материала угол наклона будет зависеть от числа слоев. Если вы планируете укладывать два слоя, то угол должен составлять до 15°. Если будете укладывать 3 слоя, то сделайте угол от 2 до 5°.
При монтаже кровли из профнастила крышу сооружайте под минимальным уклоном – при условии герметичных стыков от 12°.
Если вы надумали уложить металлочерепицу, сделайте минимальный уклон в 14°.
Для мягкой черепицы ограничьтесь наклоном вальмовой крыши в 11°.
При покрытии крыши ондулином угол достигает 6°.
Если вы выбрали мембранную кровлю, то запомните, что она подходит для крыш, которые имеют любой уклон.

Площадь вальмовой крыши

Обратите внимание, что некоторые факторы в расчет вальмовой кровли не включаются:

габариты дымоходной трубы;
размеры мансардных окон;
фальцы;
не имеющие отношения к кровельному покрытию свесы и парапеты;
длина ската,
элементы брусков, что выступают над кровельным покрытием;
примыкания.

Определить площадь вальма можно по формуле обыкновенного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
Площадь боковой плоскости определяется по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапеции получится разбить на площадь одного прямоугольника и двух треугольников.
При этом площадь рекомендуется вычислять по длине карнизов, а не по краям дома. Если вы планируете укладывать металлочерепицу или кровельные покрытия в рулонах, то длину ската уменьшите на 700 миллиметров.
Площадь коврового покрытия может намного превышать саму крышу. Это объясняется тем, что материалы укладываются с нахлестом. Также на крыше бывает много дополнительных элементов и примыканий. Поэтому чтобы рассчитать количество кровельного материала, прибавьте к площади крыши 10%. Если вы планируете возвести сложную крышу, то — 15-20%.

Расчет стропильной системы

Расчеты проводите в такой последовательности:

Длина стропильной ноги равняется произведению соответственного коэффициента.
Разметьте ось с торца постройки. Делайте по верхней обвязке.
Просчитайте половину ширины конька. Так вы выясните месторасположение первого элемента системы стропил.
Приложите конец рейки к размеченной линии. Другой — разместите по линии боковой стены. Здесь и будет место для промежуточной стропильной ноги.
Чтобы узнать длину стропила, один конец бруса установите на свес крыши, а второй — разместите на внешнем углу несущей стены.
Где расположить следующее центральное стропило, вычисляют так. Перенесите замерную рейку на край боковой стены, оставьте на ней пометки будущей системы стропил.
Аналогичные действия нужно провести на трех углах, что остались. Так вычисляется размещение конька и торцов промежуточных стропильных ног.

Измерьте горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги, используя замерную рейку.
В таблице найдите подходящий угол крыши. Совершите произведение этих показателей.
Измерьте длину стропила от места, где крепится опора, до конька.
Аналогичным образом определите длину свеса. Сделайте произведение соответственного коэффициента на горизонтальную проекцию.

Теперь поговорим об накосной детали. Расчет стропильной ноги проведите так:

Отмерьте её длину от угла жилого дома.
Проекцию можно получить, если произведете квадраты проекций рядового каркаса.
Результат умножьте на поправку. Это и будет длина угловой стропильной ноги.

Монтаж опор для стропил

Первым делом установите опоры для поддержки бруса конька:

Нижние опоры различаются, зависимо от использованного для возведения дома материала. В брусчатых или рубленых домах эти функции выполняют верхние венцы сруба. В зданиях, которые сооружены по каркасной технологии, опорой выступает верхняя обвязка каркаса. В кирпичных домах накосные стропильные ноги опираются на мауэрлат.
Мауэрлат нужен для распределения нагрузки на внешние стены. Для его изготовления возьмите балку из древесины, что имеет сечение 100х100 мм. Этот элемент можно укладывать ближе к внутреннему краю стены или по центру.
Чтобы крышу не сорвало ветром, прикрепите его с помощью скруток из проволоки. Выдерживайте при этом шаг в 1000 мм.
Чтобы вы могли свободно осматривать мауэрлат и стропила, выдерживайте определенные расстояния. От чердачного перекрытия до мауэрлата должно быть хотя бы 400 мм.
Верхняя опора для системы накосных и диагональных стропильных ног – балка, сечение которой равно сечению диагональных стропил.
В конструкции вальмовой крыши нет кирпичных фронтонов, которые имеет двускатная кровля. Поэтому установите под коньковый брус стойки, которое имеют сечение 100х100 мм. Располагают их с шагом 3-4 м, как показано на фото вальмовой кровли.
Стойку обоприте на лежень. Уложите его на внутреннюю несущую стену или плиту перекрытия. В первом случае для изготовления лежня используют доску, что имеет сечение 50х150 мм. Во второй ситуации — брус, который обладает сечением 150х150 мм. Под лежень в обязательном порядке уложите рулонную гидроизоляцию.

Установка стропильной системы

При устройстве системы накосных и диагональных стропильных ног вальмовой крыши следуйте такой инструкции:

Накосные стропила крепятся к внутренним углам стен, а диагональные — к внешним. Длина первых больше обычных стропил, так как на них возложена в полтора раза большая нагрузка.
На стропильные ноги накосного типа будут опираться укороченные стропила скатов. Их называют нарожниками. Их принято изготавливать спаренными из двух рядовых ног.
Под стропила диагонального вида устанавливают опоры — одну или две. Для их изготовления используйте стойки из бруса. Подкосы размещают под острым углом 45°.
Промежуточные стропильные ноги опираются сверху на коньковый брус, а снизу — на мауэрлат. При их монтаже придерживайтесь шага в 1,0-1,2 м. Сечения подобных ног нужно выбирать, зависимо от схемы балки — одно- или двухпролетная, шага стропил, создаваемой весом крыши и снегом нагрузки. Помните, что промежуточные стропильные ноги не должны быть слишком длинными.
Каждое второе стропило крепите к несущей стене с помощью скруток. Сделайте их из 2 проволок, что имеют диаметр 4 мм. Промежуточный каркас соедините с мауэрлатом. Используйте для этого обратную скобу.
Угловые стропильные ноги известны под названием нарожники. Также зачастую их называют полуногами, так как они имеют укороченную длину. С одной стороны нарожники опираются на мауэрлат, со второй – на диагональную ногу. Для равномерной распределения нагрузки от угловых ног на накосные нарожники крепят к диагональным в разных местах, согласно схеме вальмовой кровли.
Для симметричного размещения всех стропильных ног сделайте отметки на коньковом брусе и мауэрлате. Наиболее важный момент при изготовлении стропильной системы вальмовой крыши — грамотное соединение всех элементов в местах, где пересекаются центральные и диагональные стропила. Сделайте для этого на брусьях надрезы, которые имеют двойной скос.

Усиление крыши и обрешетка

Для усиления в углах размещают шпренгель – брус, что перекидывается между плечами мауэрлата и образует угол. Эти стойки предназначаются для подпирания диагональных стропильных ног. Если шпренгель располагается вдалеке от угла, то рекомендуется к нему пристроить ферму.
На перекрытие установите стойки, которые сверху соединяются брусом. Он выступает настоящей подпоркой для стропил и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на здание. Подобные стойки выполняют функции полок.
Если диагональные стропила имеют очень большую длину, то вам следует использовать сдвоенные балки вместо одного бруса, как показано на видео о вальмовой крыше.
Для создания обрешетки рекомендуется использовать деревянные доски. Также для этой цели годятся бруски с сечением 40 на 40 или 50 на 50 мм.
Предварительно обработайте древесину защитным составом, затем — тщательно просушите. Лучше не брать для работы сырые доски, так как они способны вызывать деформацию кровельного покрытия.
Обрешетку располагают перпендикулярно стропильным ногам. Стропила должны размещаться сплошным слоем. Также можно их устанавливать с шагом 10-15 см. Способ обустройства обшивки зависит от типа кровельного материала. Скажем, для мягкой кровли обрешетка допускается только сплошная.

Устройство кровельного пирога

После установки обрешетки на вальмовой крыше можно заняться обустройством кровельного пирога:

Для начала уложите слой гидроизоляционного материала для предотвращения попадания под кровельное покрытие воды. Также гидроизоляция поможет избежать формирования конденсата. Зафиксируйте его к стропилам, используя строительный степлер. Сверху укрепите контробрешеткой, не забывая о зазорах между кровельным и гидроизоляционным материалом для создания вентиляции.
Размещение пароизоляционного и теплоизоляционного материала будет зависеть от предназначения чердака. Определите, каким он будет – теплым или холодным. В ситуации с холодным чердаком утеплите пол, потому что утечки теплоты из жилого пространства минимальны. В случае с теплым чердачным помещением утеплите и крышу. Уложите утеплитель между стропилами. Затем обшейте обратную поверхность вальмовой крыши строительным картоном. В итоге вы получите потолок для мансарды.
Под утеплитель зачастую укладывают пароизоляционный материал. Размещается он внахлест. Поэтому вам следует рассчитывать на большой расход материала.
При выборе кровельного материала учитывайте его внешний вид, прочностные характеристики, надежность и долговечность. Также обратите внимание и на погодные условия в регионе и угол наклона вашей крыши.
Вальмовая крыша – это классическая конструкция, поэтому прекрасно будет смотреться глиняная черепица, которая не поддается деформациям и не выгорает.
Присмотритесь к другим черепичным материалам – битумной и металлической черепице. Они имеют бюджетную стоимость, отличаются простым монтажом, характеризуются высокими показателями устойчивости к разного рода повреждениям и шумоизоляции.
Допускается использование листовых вариантов кровельного материала из металлопрофиля. Чтобы достичь самого оригинального вида вальмовой крыши, задумайтесь о медном покрытии. Это дорогостоящий материал, который увеличивает цену вальмовой крыши. Однако его стоимость с лихвой оправдывается экологической чистотой и большой выносливостью.
Затем займитесь покрытием коньков и карнизных свесов, отделкой дымоходных труб в тех местах, где они проходят через крышу, устройством разжелобков и слуховых окон. Особое внимание уделите установке элементов снегозадержания, водосточной системы и ограждений крыши.

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

Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.

Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

Следующим шагом будет установка стропил боковой крыши, шаг установки 600 мм., такой шаг предпочтительней, так как большинство стандартного утеплителя имеют такую ширину. Действуем тут аналогичным способом. Нижняя часть с выемкой крепится к обвязочному брусу, для фиксации можно использовать металлические скобы либо уголки. Верхние концы соединяются над коньковым прогоном с помощью пластин. Чтобы стропила максимальной плотно прилегала к коньковому прогону изготовьте на ней небольшую врубку под прямым углом.
Завершающим этапом является установка укороченных стропил (нарожников). Шаг их установки такой же 600 мм. Одна их сторона опирается на обвязочный брус, вторая соединяется с диагональной (накосной стропилой). Обратите внимание на установку центрального нарожника, который находится посередине вальмового ската. Дело в том, что он будет прилегать сразу к обеим ногам угловых стропил, поэтому торец его верхней части должен иметь двойной скос.

Установка укороченных стропил (нарожников)

Усиление каркаса

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

После того, как 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.

конструкция, устройство, шаг стропил кровли, накосные и висячие элементы, мауэрлат, диагональная стропильная нога, схема опирания

Содержание:

Вальмовая крыша характеризуется большим количеством преимущественных моментов, среди которых выделяют привлекательную геометрию, равномерный прогрев и защита строения от осадков. Даже сильные порывы ветра не оказывают воздействия на такую конструкцию, так как она не имеет фронтонов. Если сравнивать ее с двускатной крышей, то можно отметить, что вероятность деформации вальмовой крыши намного меньше. Перечислять преимущества такой крыши можно очень долго, но нельзя забывать, что система стропильная вальмовой кровли — это достаточно сложная конструкция. Этот факт может стать весомой причиной при выборе типа крыши. Несмотря на это частные застройщики очень часто сооружают именно вальмовую конструкцию, благодаря ее сходству с четырехскатным остовом.

Некоторые особенности вальмовой крыши

При сравнении вальмовой и двухскатной крыши можно сразу заметить, что в устройстве вальмовой крыши отсутствуют вертикальные стенки фронтонов. Их заменяют треугольные скаты, располагающиеся с торцов. Благодаря этому визуальный и реальный объем крыши значительно уменьшается. С экономической стороны выгода от этого является спорным вопросом, так как при резке больших листов кровельного материала на вальмы происходит увеличение расходов.

Как и любое сооружение, вальмовая крыша условно делится на простые геометрические фигуры. Самый простой вариант имеет симметричные скаты: два в виде трапеции и два в форме треугольника. То есть вся конструкция состоит из четырех скатов, что послужило основанием для параллельного названия — четырехскатная крыша.

Боковой разрез вальмовой крыши имеет сходство с обычной двускатной крышей в форме треугольника. При визуальном осмотре в профиль можно увидеть трапецию, которая условно делится на прямоугольник с примыкающими по бокам развернутыми треугольниками. Форма трапеции определяется непосредственно застройщиком и зависит от отношения длины конька к длине карнизного свеса. Часть конструкции, которая имеет форму прямоугольника, возводится на основании кровельных стандартов по сооружению висячих и наслонных стропильных систем.

Вальмы, которые заменяют фронтоны, должны устанавливаться с определенным наклоном, так как конструкция предусматривает их соединение с наклонными сторонами трапеции. Именно устройство вальм является самым сложным этапом обустройства вальмовой стропильной системы. Тем, кто решит выполнить работу по аналогии с обычным скатным методом, можно сказать, что ничего из этого не выйдет. Все дело в том, что длина конькового прогона не соответствует длине ската, следовательно, стропильные ноги вальм в верхней части, а также примыкающие к ним треугольные части больших скатов, остаются без опоры.

В качестве опоры конструкцией предусмотрена установка особых накосных стропильных ног, которые соединяют коньковый брус и углы конструкции. Взгляд на вальмовую крышу сверху позволяет заметить, что накосные элементы представляют собой диагонали, по этой причине их второе название — диагональные. Кроме того конструкция вальмовой кровли подразумевает, что диагональ станет опорой для стропилин разной длины, установка которых выполняется под прямым углом к свесу. Эти разновеликие элементы называются нарожниками.

Таким образом, основными элементами вальмовой стропильной системы являются:

Рядовые стропила вальмовой крыши, нижняя часть которых опирается на балки перекрытия или мауэрлат. В зависимости от типа опоры стропилины могут быть висячими или наслонными.
Диагональные стропильные ноги, необходимые для соединения углов крыши и края конькового бруса. Такие элементы могут использоваться как для выпуклых углов вальмовой конструкции, так и при обустройстве вогнутых углов ендов.
Нарожники — элементы, создающие плоскость вальмы и частей трапециевидных скатов, которые примыкают к диагональным стропилинам.

Описание диагональных стропил

Учитывая расположение диагональных стропилин, можно определить, что их длина будет больше, чем аналогичный параметр рядовых стропилин. К тому же, являясь опорой для нарожников, они принимают на себя довольно большую нагрузку. Все это приводит к выводу, что диагональные стропильные ноги должны стать усиленными. Чаще всего для этого используют доски, предназначенные для рядовых стропилин, но спаренные между собой.

Спаренные накосы позволяют решить одновременно три задачи:

Увеличение нагрузки без риска деформации стропильной системы.
Получение цельного диагонального элемента (наращивание стропилин приводит к ослаблению отдельных участков).
Снижение расходов на монтаж стропильной системы (две доски будут стоить гораздо дешевле, чем цельный брус).

Значительная длина диагональных стропилин требует установки дополнительных опор, количество которых определяется длиной диагонали.

Опоры для диагональных элементов

Конструкция вальмовой стропильной системы независимо от размеров предполагает обязательное наличие опор, усиливающих диагональные стропильные ноги. При длине накоса больше 9 метров, то требуется установка не менее двух опор. Пролеты меньшей длины могут опираться на одну опору, расположенную в верхней части.

Опорой для диагональных стропильных ног могут служить:

Вертикальные стойки, устанавливаемые непосредственно на перекрытие. Если перекрытие железобетонное, то под стойку обязательно подкладывают кусок гидроизоляционного материала.
Подкосы, которые нижней частью упираются в лежень и располагаются под углом 45 градусов, причем величина угла наклона особой роли не играет.
Шпренгели, которые выполнены в виде литеры «Т» в перевернутом виде. Этот элемент используется в тех случаях, когда диагональ нуждается в двух и более опорах (прочитайте также: «Элементы стропильной системы – из чего состоит конструкция, правила устройства»). При установке важно следить, чтобы основание шпренгеля располагалось перпендикулярно накосу. В большинстве случаев такие опоры размещают ближе к углу крыши, то есть в нижней части накосных стропил.

Дополнительные опоры лучше всего изготовить из спаренных досок и установить в местах, где предполагается наибольшая нагрузка.

Конструкция опорных точек накосов стропил

Верхней частью накосная стропильная нога упирается в коньковый брус. Конструктивные особенности вальмовой крыши позволяют сделать это несколькими способами:

Если конструкция крыши имеет один коньковый прогон, то накос упирается на консоль конька.
Если стропильная система имеет два коньковых прогона и рядовые стропилины из досок, то накосы должны упираться на шпренгель, основание которого лежит на коньковых прогонах.
Если конструкцией предусмотрено наличие двух прогонов, а стропила выполнены из бруса, то вместо шпренгеля используют прибоину. Этот элемент выполняется из обрезка доски толщиной более 5 см и соединяет между собой рядовые стропилины недалеко от конька.

В зависимости от способа посадки верхнюю часть накоса подрубают. Крепить диагонали можно гвоздями, при этом допускается усиление скруткой из проволоки или металлическим хомутом.

В нижней части диагональные стропилины вальмовой крыши с опиранием на мауэрлат крепятся с помощью металлических скоб или уголков непосредственно к мауэрлату или к специально установленной угловой балке.

Устройство нарожников

Посредством нарожников формируются вальмы и треугольные части больших скатов. В верхней части элемент упирается на диагональную стропилину, внизу — на мауэрлат или балки перекрытия.

Нарожники устанавливаются двумя способами:

С помощью врубки. В диагональных стропилинах вырубают гнезда на расстоянии 20 см друг от друга, при этом следует помнить, что врубка нарожников смежных скатов не должна выполняться напротив друг друга.
Монтаж черепных брусков, которые будут выступать в качестве опор для нарожников. Для этого берут бруски 5*5 см и наколачивают их на нижнюю часть накоса. Этот вариант считается более эффективным, так как врубка может ослабить прочность и устойчивость накоса. Кроме того использование такого способа позволяет располагать нарожники напротив друг друга.

Крепление нарожников в нижней части выполняется по аналогии установки рядовых стропильных ног.

Монтаж простой вальмовой стропильной системы

Самым простым способом возведения вальмовой крыши является покупка готовой стропильной системы и ее установка. Но строительство вальмовой стропильной системы своими руками доставит большее удовольствие и позволит создать конструкцию, соответствующую всему строению. Чтобы убедиться в собственных силах, можно потренироваться на небольших постройках, например, возвести четырехскатную крышу над беседкой или летней кухней.

Создание простейшей вальмовой крыши проходит в несколько этапов.

Этап 1. Создание модели крыши и составление проекта.

Строительству любой конструкции предшествует этап проектирования. Это помогает определить форму конструкции и приобрести нужное количество материала. Простая вальмовая крыша не требует составления сложного чертежа, достаточно от руки нарисовать примерную схему стропил вальмовой крыши.

Чтобы составить простейший проект вальмовой крыши достаточно выполнить действия, описанные в следующей инструкции:

Определяются параметры строения, согласно которым составляется примерный чертеж крыши в профиль и анфас. Чтобы рисунок соответствовал реальным параметрам, необходимо выбрать масштаб, чаще всего выбирают 1:25. Это означает, что размера в действительности следует разделить на 25.
Выбрать оптимальную высоту крыши помогает рисунок контура крыши, причем в нескольких вариантах. У наиболее подходящего рисунка измеряют угол наклона скатов.
Далее на рисунке отмечают точки установки наслонных стропильных ног, при этом каждую сторону нужно разделить на равные участки. Шаг стропил вальмовой крыши должен быть оптимальным, чтобы не увеличивать расход строительного материала, но и не усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
Следующим шагом определяют длину конька. При этом следует помнить, что эта часть конструкции должна соединять целое количество стропильных ферм. С обеих сторон длинной стороны нужно отложить одинаковые отрезки.
На основании рисунка высчитывается необходимое количество материала.

Количество крепежных элементов определяется числом стропильных ног, с учетом всех узловых креплений. Для каждой стропилины нужно приобрести по два уголка. Доски лучше всего покупать с небольшим запасом, чтобы была возможность устранить случайные ошибки в строительстве. Если конструкция возводится на бетонной или кирпичной коробке, то следует позаботиться о приобретении бруса, из которого будет сооружаться мауэрлат для вальмовой крыши.

Этап 2. Монтаж основной части.

Для удобства работы опытные строители рекомендуют сделать вспомогательные леса.

Монтаж вальмовой стропильной системы начинается с устройства коньковой части:

Непосредственно посередине стенок, к которым будут примыкать вальмы, прибивают по одной доске. Между ними натягивают строительный шнур, который должен проходить строго по центральной оси.
С одного из торцов строения прикладывают две стропилины, их пересечение должно проходить под шнуром. Отмечают линию спила верхней пятки стропильной ноги с учетом конькового прогона толщиной около 5 см. Спиливают необходимую часть элемента, чтобы конвертная крыша получилась необходимой формы.
По сделанной заготовке напиливают остальные стропилины. При этом следует помнить, что при возведении вальмовой крыши с висячими стропилами учитывается длина карнизного свеса.
Собирают фермы из двух стропильных ног и крепят их на один гвоздь.
Через все фермы устанавливают коньковый брус и прибивают к нему стропилины.
В нижней части наслонные стропилины крепятся к мауэрлату, висячие стропила вальмовой крыши — к балкам перекрытия. В обоих случаях крепление выполняют с помощью металлических уголков.
Ранее прибитые вспомогательные доски можно убрать, так как нужды в их потребности больше нет.

Этап 3. Строительство вальмовых скатов.

Стропила вальмовой части крепятся по аналогии рядовых стропильных ног: верх фиксируется гвоздями, низ — посредством уголков к мауэрлату или верхнему бревну.

Установку выполняют следующим образом:

Выставляют первую диагональную стропилину и ставят отметку на месте спила. При этом нижняя часть элемента должна располагаться в углу крыши.
Отпиливают элемент по намеченной линии и фиксируют его: верх — с помощью гвоздей, низ — уголками.
Остальные диагональные стропила устанавливаются по аналогичной схеме.
Для заполнения вальмового ската нарожники примеряются и устанавливаются индивидуально.
После этого переходят к монтажу нарожников основных скатов.

После установки всех элементов стропильной системы выполняют следующее: с помощью проволочной скрутки каждую вторую стропилину привязывают к бревну второго ряда или к деревянным пробкам, которые предварительно закладывались в стены. Кроме того проволочная скрутка может быть заложена в кирпичную кладку или между блоками в процессе возведения стен. При этом следует помнить, что от верха до места расположения скрутки должно быть не меньше трех рядов кирпича или двух рядов блоков.

Готовую стропильную систему закрывают обрешеткой. Если покрытие будет мягким, то обрешетка должна быть сплошной из досок, фанеры или плит OSB. Жесткие кровельные материалы можно укладывать на обрешетку из бруска, прибитого с определенным шагом.

Возведение сложной вальмовой кровли

Каркас сложной вальмовой крыши возводится в аналогичной последовательности, но с небольшими доработками. Например, диагональные стропилины должны фиксироваться более прочным способом, с установкой дополнительных опор. Коньковая часть устанавливается после монтажа опорной рамы, включающей в себя лежень внизу и коньковый прогон сверху.

Возвести стропильную систему вальмовой крыши намного труднее, чем обычную двускатную конструкцию. Однако четырехскатная крыша выглядит более привлекательной и над домом, и над легкой постройкой.

Испытав свои силы при возведении вальмовой крыши над беседкой или другим бытовым строением, можно добиться хорошего результата в самостоятельном строительстве четырехскатной крыши над жилым домом.

Плюсы, минусы, советы по установке, руководство по покупке

Несмотря на то, что они могут быть стильными, вальмовые крыши не названы, потому что они являются последними в кровельной моде. Они названы в честь конструкции крыши, которая включает в себя скаты со всех четырех сторон, которые сходятся наверху, образуя гребень.

Но еще они довольно модные! Фактически, вальмовая кровля — невероятно популярный архитектурный стиль кровли в Соединенных Штатах из-за ее доказанной прочности и современного дизайна.Наклон крыши позволяет дождю и снегу легко соскальзывать, уменьшая при этом возможность повреждения ветром, поэтому они являются идеальным выбором для домовладельцев, которые живут в районах, подверженных сильным ветрам и сильному снегопаду.

В этой статье мы расскажем вам все, что вы знаете о шатровых крышах. Обсудим, что это такое, достоинства и недостатки, устройство вальмовой крыши, виды конструкций и ответим на наиболее часто задаваемые вопросы. Это поможет вам решить, хотите ли вы построить для своего дома вальмовую крышу или другую.

В Legacy Service мы предлагаем услуги по установке и замене домовладельцам в Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэре. Свяжитесь с нами сегодня, если вы хотите обновить свой дом. Чтобы узнать больше о вальмовых крышах, продолжайте читать.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовая крыша относится к способу конструкции крыши, а не к материалу, из которого она построена. Этот тип крыши имеет скаты со всех четырех сторон, которые наверху соединяются в одну точку. Это облегчает соскальзывание конденсата во время дождя, снега и грозы, а также помогает защитить ваш дом от сильных ветров.

Если вы строите крышу для своего нового дома, вам обычно нужно выбирать между вальмовой и двускатной крышей. Разница между ними в том, что шатровая крыша определяется четырьмя сторонами, а двускатная крыша — двумя сторонами. В то время как у двускатных крыш есть две стороны или пики, которые наклонены вниз к вашему дому, у шатровых крыш есть стиль, при котором все стороны будут наклоняться вниз по стенам вашего дома.

Итак, что такое вальм на крыше?

«Вальм» — это место, где одна часть крыши встречается с другой.Этот стиль идеально подходит для заснеженных и ветреных условий, поскольку уклон позволяет снегу легко соскальзывать, что предотвращает стоячую воду, которая в противном случае могла бы вызвать обрушение крыши.

Где использовать скатную крышу?

Вальмовые кровельные конструкции популярны среди домовладельцев по всей территории Соединенных Штатов, но они лучше всего подходят для ветреной и снежной погоды. Конструкция рамы обеспечивает непревзойденную прочность конструкции. Наклон всех четырех сторон внутрь является причиной того, что этот тип крыши такой прочный и прочный, с наклоном, который позволяет снегу и воде легко соскальзывать.

Помните: для защиты от сильного ветра или сильных штормов рекомендуемый угол наклона шатровой крыши составляет 4 / 12-6 / 12 (угол 18,5 ° -26,5 °).

Если вы хотите установить шатровую крышу у себя дома, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, что наша команда может для вас сделать. Мы предоставляем услуги по установке и замене кровли домовладельцам на юго-востоке Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэра. Мы вышлем специалиста, который бесплатно проконсультирует вас и поможет решить, хотите ли вы использовать битумную черепицу, металлическую кровлю или другой тип кровли для вашей новой кровли.

В следующих разделах мы обсудим плюсы и минусы вальмовой крыши. Это поможет вам решить, хотите ли вы продолжить процесс или выбрать другую форму для своего дома, например, фронтон.

Плюсы

Почему выбрать шатровую крышу для дома? Давайте посмотрим на преимущества этого архитектурного стиля:

Они обеспечивают дома прочным и устойчивым вариантом. — Вальмовые крыши, как правило, более прочные и устойчивые, чем варианты с двускатной крышей.Это связано с тем, что на всех четырех сторонах конструкции имеется уклон внутрь. Это помогает обеспечить дополнительную устойчивость к сильному ветру и осадкам.
Позволяют атмосферным осадкам легко стекать и стекать. — Наклон крыши эффективно отводит осадки от остальной конструкции. Это идеально подходит для регионов, на которые выпадают тонны снега, потому что это помогает вашей крыше избежать стоячей воды и дополнительного давления, которое возникает при значительном скоплении снега.
Они позволяют при необходимости добавлять дополнительное пространство. — Если вы строите слуховое окно или воронье гнездо, шатровые крыши могут предоставить вам дополнительное пространство для вашего дома. Это простое дополнение, которое вы можете использовать как место для хранения вещей или даже как еще одну комнату, через которую подрядчики могут поставить водопровод и электричество, если это необходимо.
Предлагаются различные варианты дизайна. — Выбрав вальмовую крышу, вы обнаружите, что существует множество эстетически привлекательных вариантов дизайна.К ним относятся мансардные, тентовые, двускатные и павильонные. Они также могут поддерживать широкий спектр материалов, от битумной черепицы до металлической кровли и т. Д.

Минусы

Почему некоторые домовладельцы решают отказаться от шатровой крыши? К недостаткам вальмовых крыш можно отнести:

Их строительство дороже. — Поскольку вальмовые крыши имеют более сложную конструкцию, требующую большего количества инструментов и материалов для строительства, их установка обычно дороже, чем двускатные крыши.Если вы более осведомлены о стоимости строительства, вы можете выбрать двускатную крышу вместо шатровой.
У них должен быть определенный угол наклона, если вы живете в ветреной местности. — Если вы живете в районе, который часто испытывает сильные штормы, то лучше всего иметь наклон под определенным углом, который составляет от 18,5 до 26,5 градусов. . Если в вашем дизайне есть что-то большее или меньшее, это может вызвать проблемы в очень ветреную погоду.
Трудно обеспечить надлежащую вентиляцию — Поскольку каждая сторона имеет одинаковый уклон, обычно сложнее установить соответствующую вентиляцию на шатровой крыше.Нарушение аэродинамического профиля с одной стороны может вызвать дисбаланс остальной части крыши. Это может привести к накоплению влаги внутри крыши, вызывая появление плесени или грибка, что может повлиять на здоровье людей в вашем доме.

Строительство вальмовой крыши

Хотя шатровая крыша является одним из самых простых в изготовлении типов крыш, мы бы не рекомендовали делать это самостоятельно, если у вас нет опыта, вы точно знаете, что делаете, и не имеете опыта. приятель или два, чтобы помочь вам.Строительством вальмовой крыши обычно занимается команда профессионалов, имеющих многолетний опыт работы в своей отрасли.

Неудивительно, что правильное строительство и техническое обслуживание необходимы для предотвращения мелких проблем, которые в конечном итоге могут перерасти в более серьезные. Как видите, у вальмовых крыш больше швов, чем у двускатных, что облегчает образование протечек, если крыша не установлена должным образом. Но если все сделать правильно, вальмовые крыши намного долговечнее и могут прослужить дольше, чем двускатные, иногда до пяти десятилетий и более.

В следующем разделе мы собираемся обсудить процесс строительства, от обрамления вальмовой крыши до добавления черепицы в конце. Помните, что если вам нужна замена или установка крыши, вы всегда можете связаться с нашей командой Legacy Service для бесплатной оценки.

Как построить вальмовую крышу

Если вы планируете построить шатровую крышу для своего дома, вы, вероятно, захотите узнать, как это делается. А если у вас есть опыт и вы готовы попробовать, возможно, вы даже захотите построить его самостоятельно.В любом случае, ознакомьтесь с нашим пошаговым руководством по установке вальмовой крыши:

Измерьте и отрежьте стропила — Измерьте ширину и высоту со всех четырех сторон. Стандартные вальмовые крыши имеют конек, образующий вершину крыши. Набедренные стропила — это два наклонных гребня, которые выходят и опускаются к углам. Эти стропила проходят по боковым стенам, которые еще называют общими стропилами.
Рассчитайте длину всех обычных стропил. — После измерения ширины здания разделите число на два, так как каждое стропило будет покрывать только половину крыши.Перед расчетом уклона крыши отнять ширину коньковой доски.
Выделите «птичий рот» на стропилах. — «Птичий пасть» — это щель внутри стропила, чтобы он мог поместиться наверху стены конструкции. Вам нужно будет разрезать его, чтобы найти нужное место, используя столярный угольник.
Используйте пилу круглой формы, чтобы вырезать общие стропила. — Используйте первое стропило в качестве шаблона, вырезав те же рисунки на остальных общих стропилах. Каждые стропила размещайте через каждые 50 см вдоль стен здания.
Соберите стропила типа «king-size» и «бедра». — Стропила «king-size» — это длинные центральные стропила на торцевых углах крыши, которые простираются от стены до конца конька. Они обеспечивают дополнительную поддержку коньковой балке, предотвращая ее обрушение.
Прибейте остальные общие стропила к коньковой балке. — Убедитесь, что расстояние между стропилами составляет 20 дюймов.
Прикрепите фанерную обшивку. — Прибейте обшивку к общим стропилам.Сделать это нужно до того, как черепица будет уложена на крышу. Также убедитесь, что деревянный лист полностью ровный и прямой.
Прикрепите черепицу — Это последний этап процесса. Существует множество руководств, в которых рассказывается, как покрыть шатровую крышу черепицей.

Конструкции вальмовой кровли

Как выглядит вальмовая крыша?

Поскольку существует множество конструкций, вальмовые крыши могут принимать разные формы. Некоторые из самых популярных конструкций включают:

Простая вальмовая крыша — это наиболее распространенный стиль.Он имеет многоугольный откос с двух сторон и треугольный откос с двух других сторон. Четыре стороны соединяются наверху, образуя гребень.
Half Hip — полускатные крыши также называют jerkinhead или обрезанными фронтонами. У них две короткие стороны, образующие карниз. Для них характерны верхние точки фронтона, и они полезны, потому что дренаж в водосточные желоба и из них намного проще.
Крест вальм — это другой стиль, но более сложный, чем простая вальмовая крыша.Он расположен над Г-образными конструкциями перпендикулярно. Шов образует скатную крышу. Две секции создают впадину, формируя ее в конце.
Голландский двускатный вальм — Эти крыши предлагают дополнительное внутреннее пространство за счет небольшой двускатной конструкции, которая находится на коньке крыши. В некоторых случаях можно даже добавить слуховое окно. Это не только добавляет декоративности, но также может превратить чердак в функциональное жилое пространство.
Пирамида бедра — для этого стиля характерны четыре стороны треугольной формы одинакового размера, которые соединяются наверху, образуя форму пирамиды.

Часто задаваемые вопросы по шатровой кровле

Если вы рассматриваете планы дома с шатровой крышей, у вас, вероятно, возникнет несколько вопросов. В этом разделе мы обсудим те, о которых люди чаще всего спрашивают наших специалистов до или во время процесса установки крыши.

В Legacy Service мы предлагаем ряд услуг по улучшению и обновлению внешнего вида вашего дома. Наша команда позаботится обо всем, от монтажа кровли до замены сайдинга! Просто дайте нам знать, что вам нужно.

Вот наиболее часто задаваемые вопросы по вальмовой кровле:

В чем преимущество вальмовой крыши?

Вальмовые крыши обладают рядом преимуществ. Поскольку у них есть четыре ската, которые объединяются наверху, образуя гребень, они, как правило, намного более устойчивы, чем другие типы крыш, включая двускатную крышу, у которой всего два ската. Например: скаты вальмовых крыш уменьшают воздействие сильного ветра, поскольку ветер должен подниматься вверх и преодолевать крышу. Кроме того, они позволяют легче стекать снегу и другим видам осадков.

Вальмовые крыши также позволяют персонализировать внешний вид вашего дома. Это дает домовладельцам возможность добавить элементы дизайна премиум-класса (например, сводчатые потолки) или варианты для большего количества места или места для хранения (например, слуховые окна или воронье гнездо). Они также, как правило, имеют однородную облицовку со всех сторон, поэтому вы можете довольно легко установить желоба. Водосточные желоба по периметру защищают сайдинг от повреждения водой и защищают вашу собственность от наводнения.

Вальмовая крыша дороже?

Вальмовые крыши обычно дороже, чем двускатные.Стоимость может отличаться в зависимости от размера вашей крыши, используемого материала, а также уклона и уклона, но обычно они в среднем составляют от 20 000 до 50 000 долларов. Домовладельцы могут рассчитывать заплатить от 8 до 12 долларов за квадратный фут за установку в одноэтажном доме стандартного размера.

Вальмовые крыши дороже в строительстве, чем двускатные, потому что они имеют более сложную конструкцию, требующую большего количества строительных материалов, включая систему ферм или стропил. Тем не менее, вы можете сэкономить, когда дело доходит до каркаса вальмовой крыши, потому что это проще, поскольку все внешние стены имеют одинаковую высоту.Вальмовые крыши также могут служить дольше из-за того, что они более долговечны, что также может помочь вам сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Если вы все еще думаете о приобретении вальмовой крыши, для начала свяжитесь с нашей командой Legacy Service. Мы предоставляем услуги по установке и замене домовладельцам в Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэре. Мы вышлем специалиста, который ответит на любые ваши вопросы и бесплатно предоставит вам смету.

Чем отличается вальмовая крыша от двускатной?

Вальмовая крыша — это крыша, которая наклоняется вверх со всех сторон здания.Вальм — это внешний угол, где сходятся смежные наклонные стороны крыши. Вальмовые крыши в основном отличаются от двускатных крыш тем, что они обычно имеют четыре стороны, а не две. Также есть контраст в общем дизайне и функциональности крыши.

Поскольку конструкция двускатных и вальмовых крыш различается, имеют место и плюсы, и минусы. Например: вальмовые крыши, как правило, более устойчивы, чем двускатные, из-за своей конструкции. Они также лучше защищают от ветра и отводят атмосферные осадки.Однако они, как правило, дороже, чем двускатные крыши. Вам решать, какой из них вы предпочтете для своего дома.

Поддерживает ли шатровая крыша сама себя?

Вальмовые крыши спроектированы так, чтобы поддерживать сами себя. Они саморегулирующиеся, поэтому для них требуется меньше диагональных распорок, чем для двускатных крыш. Их четыре наклонные стороны обеспечивают им превосходную устойчивость и прочность. Эти характеристики позволяют вальмовой крыше быть более устойчивой к повреждению ветром, чем крыши других типов, например, двускатные. Наклон сторон также позволяет легко соскальзывать с снега, льда и дождя, что идеально подходит для районов, подверженных ураганам.

Помните, что вальмовая крыша будет дороже в строительстве, чем двускатная крыша, но в долгосрочной перспективе это может сэкономить вам деньги, поскольку она спроектирована так, чтобы быть более прочной и служить дольше.

Нужны ли для вальмовой крыши балки перекрытия?

Во многих случаях вальмовые крыши нуждаются в потолочных балках, чтобы поддерживать конструкцию. Однако бывают случаи, когда их можно построить, не используя их. Например: для квадратных вальмовых крыш обычно не требуются потолочные балки. Однако всегда лучше нанять профессионала-кровельщика, который сможет сказать наверняка.Они ответят на любые ваши вопросы и расскажут, что лучше всего подойдет для вашего дома. В Legacy Service мы предоставляем услуги по установке и замене кровли людям на юго-востоке Пенсильвании, Нью-Джерси и северном Делавэре. Свяжитесь с нами, чтобы назначить бесплатную оценку.

Можно ли сводчатую вальмовую крышу?

К счастью, вальмовые крыши дают возможность создать сводчатые потолки в вашем доме. Многие люди просят сводчатые потолки в главной спальне, потому что они открывают комнату и заставляют ее чувствовать себя большим пространством.

Этот архитектурный проект более сложен, чем типичная вальмовая крыша, но многие домовладельцы довольны конечным результатом. Некоторые кровельные компании могут быть не в состоянии построить сводчатый потолок с вашей вальмовой крышей, поэтому вы можете продолжать поиски, пока не найдете тот, который будет.

Насколько прочна вальмовая крыша?

Вальмовые крыши — один из самых прочных типов кровельных конструкций просто из-за их конструкции. Их четыре наклонные стороны делают их более устойчивыми и долговечными, чем стандартные двускатные крыши, потому что они более устойчивы к сильному ветру и сильному дождю / снегу.

Они не только прочные, но и, если вы решите добавить слуховое окно или воронье гнездо, на этих крышах будет больше места или места для хранения вещей. Они также энергоэффективны, потому что четыре стороны крыши защищают ваш дом от чрезмерного холода или жары.

Начнем с крыши!

Вы все еще здесь? Чего ты ждешь? Сейчас лучшее время, чтобы приступить к строительству новой крыши!

В Legacy Service мы предоставляем широкий спектр услуг для экстерьера жилых помещений.Мы можем все от монтажа кровли до замены сайдинга и окон. После того, как конструкция вашего дома будет построена, мы можем установить материал по вашему выбору на вашу новую крышу, а также сайдинг, окна, двери и желоба по вашему выбору.

Позвоните нам сегодня для бесплатной оценки кровли, сайдинга, окон или дверей. Мы здесь, чтобы превратить дом вашей мечты в реальность!

Опубликовано 17 ноября, 2020 в Кровля

Обрамление скатных крыш 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 подробностей нажмите кнопку «Просмотр PDF» ниже:

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

Посмотреть PDF

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.

Необходимые инструменты

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

Рулетка
Карандаш
Карпентерский квадрат
Циркулярная пила
Пистолет для гвоздя

Как построить вальмовую крышу Направления

Разделите ширину здания на 2, чтобы найти длину для обычных стропил.
Вычтите из этого числа ширину коньковой доски.
Определить уклон крыши.
Введите эти размеры в кровельный калькулятор, чтобы найти длину каждого стропила.
У стропил, размещенных на коротких концах крыши, будет вычтена длина коньковой доски вместо ширины.
Карандашом и плотницким квадратом наметьте линии гребня на каждой доске.
Отметьте обе линии для прореза «Птичьего рта» на другом конце каждого стропила.
1. Срез сиденья горизонтальный и подходит к стене.
2. Отрезок уступа будет параллелен стене и выходить за пределы стены, создавая выступ крыши.
Сделайте все пропилы циркулярной пилой.
Вырежьте достаточно стропил, чтобы их можно было установить через каждые 20 дюймов.
Прибейте 4–6 центрирующих стропил на самых длинных сторонах здания перпендикулярно коньковой доске.
Прибейте коньковую доску между центрирующими стропилами.
Прибейте более обычные стропила вдоль самых длинных стен.
Прибейте 4 вальмовых стропила к концам коньковой доски с каждой стороны крыши и по углам здания.
Добавьте оставшиеся общие стропила.
Прибейте домкратные стропила к шатровым стропилам и стенам по коротким сторонам кровли.
Измерьте площадь поверхности со всех четырех сторон крыши, чтобы определить, сколько требуется фанерной обшивки.
При укладке фанерной обшивки начинать с угла.
Закрепите первый лист на месте.
Поместите второй лист рядом с ним и совместите края друг с другом и с лицевой панелью.
После того, как вы подтвердите прямое положение, прикрепите листы гвоздями.
Повторяйте процесс до тех пор, пока не будет прикреплена вся оболочка.
Примените кровельную бумагу, черепицу и водосточные края, чтобы завершить новую вальмовую крышу.

Профессиональные кровельщики из долины 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.

Основы каркаса вальмовой крыши

Как и любой другой тип кровли, вальмовая крыша Обрамление начинается с определения длины и распила обычного стропила. В обычное стропило определит высоту и длину коньковой доски который установит, где будут располагаться вальмовые стропила.

Плюсы

Простая вальмовая крыша спускается со всех четырех сторон, связывая внешние стены вместе, делая здание более прочным, чем двускатная крыша.Особенно полезно в районах, подверженных сильному ветру.
Повышает общую стоимость и внешний вид дома.
Нет высоких двускатных стен, что позволяет сэкономить на обшивке, сайдинге или кирпиче.

Минусы

Сложнее построить, чем двускатную крышу .
Дороже двускатной крыши.

Детали вальмовой крыши

Обычные стропила используются для центрирования коньковой доски в здания, установите высоту и найдите концы конька.Коммонс работает от конька и до вершин наружных стен.

Коньковая доска является самой верхней частью вальмовой крыши и используется для крепления общих и вальмовых стропил.

Вальмовые стропила прибиты гвоздями под углом 45 градусов к коньковой доске вниз к четырем внешним углам здания. Также используется для прибивания верхней части стропил домкрата.

Стропила домкрата прибиты к бедру и спускаются к наружным стенам.У них такой же разрез посадки и хвоста, как и у обычных. Верхний отвес — это особый разрез, называемый составной митрой.

Расположение частей каркаса вальмовой крыши

Некоторые из ваших более дорогих домов, изготовленных по индивидуальному заказу, имеют то, что я называю сменной крышей.

Это тип вальмовой крыши, у которой основной пролет имеет один уклон, а концы бедер имеют более крутой уклон.

Это делает коньковую доску длиннее, из-за чего здание кажется больше, а крыша круче, чем они есть на самом деле.Это делает дом еще более ценным.

Ссылки на связанные страницы Carpentry Pro Framer

Frontiers | 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 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 от 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней стороны вальмовых крыш соседних рам с прямоугольной рамой. (B) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой / двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, 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 стропильных и каркасных крыш

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

Авторские взносы

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», в 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

Google Scholar

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

-V

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

Ramseyer, C., Floyd, R., Holliday, L., and Roswurm, S. (2014). «Влияние систем крепления боковой нагрузки на повреждение и живучесть жилых конструкций, пострадавших от торнадо в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», 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 конструкций . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

Крыша
и шатровая: в чем разница?
Это битва двух самых популярных стилей крыш в мире.Двускатная или вальмовая крыша. Кто победит? У них обоих есть свои сильные и слабые стороны, и, если вы не планируете строить новый дом, у вас, вероятно, есть тот, в котором вы застряли, нравится вам это или нет.
«Я бы рассказал анекдот про крышу, но это было бы выше вашей головы».
-Некоторый папа
Знание различий между двускатной и шатровой крышей может помочь вам получить скидки на страхование домовладельцев, лучше изолировать и успешно спланировать реконструкцию чердака, поэтому давайте погрузимся в эту тему, чтобы вы действительно знали различия между фронтоном и вальмовая крыша.
Что такое шатровая крыша?
Самая старая конструкция с шатровой крышей, которая все еще стоит в США, — это Block House в Клеймонте, штат Делавэр. Он был построен в 1654 году и является единственным сохранившимся строением поселения в этом районе. Однако популярность шатровых крыш в Америке возникла в начале 1700-х годов, вдохновленных британскими архитектурными проектами.
Если вы не видите вертикальных стенок, доходящих до вершин крыши, вы, вероятно, смотрите на шатровую крышу какого-то типа. Крыша скатная со всех сторон и образует между соседними скатами гребень, называемый вальмовой.Базовый дом с шатровой крышей будет иметь 4 наклонные стороны и один горизонтальный гребень наверху.
Вальмовая крыша может иметь несколько разновидностей. Некоторые примеры — это скрещенные, мансардные, капотные, шатровые, пирамидальные, и в большинстве беседок, которые вы видите, используется конструкция вальмовой крыши в форме восьмиугольника или шестиугольника.
Простая вальмовая крыша
Что такое двускатная крыша?
Первые двускатные крыши начали использовать колонисты в США в начале 1600-х годов. Большинство старейших зданий Америки имеют двускатную крышу.Двускатная крыша — самая распространенная крыша в США.
Вы узнаете ее по как минимум двум скатам и 2 фронтонам с гребнем, идущим от пика к пику. Фронтон — это вертикальная, не наклонная сторона крыши, иногда содержащая окно или вентиляционное отверстие с жалюзи. Если вы видите, что края линии крыши образуют вертикальный треугольник до вершины, это двускатная крыша.
Как и вальмовая крыша, двускатные крыши могут иметь такие вариации, как открытая, коробчатая, двускатная, двускатная, двускатная и голландская двускатная.И двускатная, и голландская двускатная крыша представляют собой гибрид двускатной и вальмовой крыши.
Крыша с откидной крышей частично наклоняет концы верхнего конька вниз в фронтон. Голландская двускатная крыша выглядит как двускатная крыша, построенная поверх вальмовой крыши, нижние части которой скошены со всех сторон.
Простая двускатная крыша
Двускатная крыша
Есть причина, по которой обе конструкции все еще используются сегодня, хотя их конструкции имеют свои плюсы и минусы. При выборе одного из них для новой крыши или при покупке дома следует учитывать несколько факторов.Какая погода в этом районе? Сколько места вам нужно? А как насчет энергоэффективности? Сколько денег вы хотите потратить на строительство?
И вальмовые, и двускатные крыши хорошо себя чувствуют в заснеженных и дождливых регионах. Конструкционная прочность шатровой крыши может выдерживать вес снега сверху, а наклон двускатной крыши может легко сбрасывать дождь и снег. Однако, если вы строите или покупаете дом в регионе с сильным ветром или там, где присутствуют штормы, такие как ураганы, шатровая крыша — лучший вариант.
Вальмовые крыши имеют саморегулирующуюся конструкцию, конструктивно прочную конструкцию, имеют меньший уклон и обычно имеют меньшую площадь поверхности, которая может улавливать разрушительные ветры. По сравнению с двускатными крышами, где участки с большим уклоном имеют большую тенденцию терять черепицу при сильном ветре, а двускатная сторона может вести себя как воздушный змей, что может привести к разрушению или отслоению крыши. Важно, чтобы двускатная крыша была установлена правильно и с соответствующими распорками.
Если вам нужно больше места для хранения вещей или жилого помещения, выберите двускатную крышу.Вальмовые крыши обычно имеют более низкий потолок на чердаке и в большинстве случаев не позволяют жилое пространство. Их лучше всего использовать как небольшой чердак для хранения вещей. На двускатной крыше достаточно места для хранения вещей и проживания. Добавив окна на фронтоны, вы также можете добавить света в пространство.
У вас также есть возможность добавить слуховые окна к любому типу крыши, но слуховые окна, установленные на двускатной крыше, создают наилучшую планировку пригодного для жизни чердака.
Хотите сэкономить на расходах на электроэнергию? Что ж, действительно сложно сказать, какой вариант лучше.Необходимо учитывать несколько факторов, таких как местный климат, размер пространства под крышей и то, как вы решите его использовать. Например, двухскатная крыша дешевле вентилируется, чем четырехскатная, но если вы используете чердачное пространство под двускатной крышей для проживания и добавляете кондиционер, общая экономия вылетает из окна.
Выбор дизайна крыши, основанный на других факторах, в первую очередь, таких как эстетика, региональные ветры или жилое пространство, может быть лучшим началом, а затем работать над планом энергоэффективности в последнюю очередь.
Если у вас ограниченный бюджет, вам следует выбрать двускатную крышу, а не шатровую, если это возможно в вашем регионе. Двускатная крыша — это простая конструкция с несложной конструкцией, в которой обычно используется меньше материалов. Вальмовые крыши сложны в строительстве и, следовательно, являются более дорогим вариантом. Однако шатровые крыши обходятся дешевле.
Когда речь идет о затратах на восстановление кровли, они действительно зависят от сложности кровли. Квадрат на квадрат, простая двускатная крыша будет дешевле по сравнению со сложной двускатной крышей с множеством пересечений, но иногда двускатная крыша также может быть сложной, например, добавление мансардных окон или дополнительных крыльев к конструкции дома.
Вот краткое сравнение шатровой и двускатной кровли.
Фронтон Бедро
Более низкая стоимость строительства? ✔
Более низкая стоимость ремонта? ✔ *
Более низкие расходы на страхование жилья? ✔
Лучшая прочность и долговечность? ✔
Лучшая энергоэффективность? ✔ *
Лучшее складское или жилое пространство? ✔
* Сложный дизайн кровли или жилых помещений может изменить это.
заключение
Вальмовая и двускатная кровля — отличные варианты конструкции крыши. Если вы собираетесь строить, просто убедитесь, что вы хорошо поработали над местным климатом и погодой, прежде чем принимать решение о споре о двускатной или шатровой крыше.
Теперь, когда вы знаете разницу между двускатной и шатровой крышей, меняет ли это ваши планы? Довольны ли вы тем, что у вас уже есть на собственной крыше, или хотите, чтобы вы могли измениться? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже.
Марк — ремесленник и дизайнер, имеющий большой опыт в области сохранения исторических памятников, архитектурных сборных железобетонных изделий и жилищного строительства.
Он жил и реставрировал дома середины века на рубеже веков почти 20 лет.
Подпишитесь сейчас и получите БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу!
Планы навесов с вальмовой крышей | Конструкции навесов с вальмовой крышей
Постройте навес до верхних стеновых панелей. После установки стеновых плит на стены сарая вы построите односкатную крышу, выполнив следующие шаги:
В наших планах сараев используется Конечный проект каркаса вальмовой крыши. Этот тип конструкции крыши означает, что вальмовые стропила опираются на первую обычную ферму.
На этом чертеже показаны различные типы стропил, используемых для обрамления вальмовой крыши.
Шаг 1: Постройте терминальное стропило и установите его на верхние плиты.
Отмерьте половину ширины сарая от конца сарая и отметьте верхнюю пластину. Это центральная линия Терминальных стропил. Установите стропило Терминала на верхние пластины и прикрепите его к пластинам.
Отмерьте от этой точки 24 дюйма в центре вдоль верхних пластин стены и отметьте центральные линии остальных стропил.Вы можете переместить отметки более чем на 3/4 дюйма, чтобы их было легче увидеть после установки стропил.
Шаг 2: Установите обычное стропило, проходящее между бедрами.
Обычное стропило проходит между двумя бедрами, как и другие обычные бедра. Он устанавливается, чтобы помочь удерживать стропила Терминала и упростить установку вальмовых стропил.
Шаг 3: Установите тазобедренные стропила.
Установлены два вальмовых стропила. Проверьте верхний край вальмовых стропил, чтобы убедиться, что они такой же высоты, что и обычные стропила, которые были установлены.
Вы можете сделать это, используя прямую доску, уложенную от бедра до бедра, и убедившись, что общее стропило не слишком высокое или слишком низкое. Оно должно быть не более 1/4 дюйма.
Шаг 4: Прикрепите стропила к тазобедренным стропилам.
Теперь вырежьте стропила и установите их между тазобедренными стропилами и верхней пластиной. Вам нужно будет измерить перпендикуляр к центральному общему стропилу более 24 дюймов и поставить отметку на бедрах, чтобы узнать, где центральная линия верхней части стропил домкрата будет располагаться на бедрах.
Используйте прямую доску, уложенную перпендикулярно стропилам, чтобы проверить, что верхние края стропил находятся на одном уровне друг с другом при установке каждого стропила, чтобы крыша была плоской.
Шаг 5: Установите навесную тазовую систему на противоположном конце.
Установите оконечные стропила и стропила Hip / Jack на противоположном конце сарая, следуя той же процедуре, что и с первым концом сарая.
Шаг 6: Установите общие стропила
Установите общие фермы / стропила между двумя концами навеса.Убедитесь, что макет 2′-0 «по центру
Шаг 7: Установите облицовочные доски.
Убедитесь, что концы стропил имеют одинаковую длину + — 1/4 дюйма, а затем установите облицовочную доску.
статьи по теме
Как построить сарай описывает этапы строительства сарая.
Посмотрите наши видео о строительстве сарая
.

Пластиковые откосы видео: Установка пластиковых откосов на окна своими руками, монтаж откосов видео

Колпак на вентиляционную шахту: Колпаки на вентиляционные шахты: цены, описание, разновидности. Доставка! СПБ

14 января, 1970 alexxlab

Крыша беседки двухскатная: Двухскатная крыша для беседки – особенности конструкции и монтажа

Содержание Двухскатная крыша для беседки – особенности конструкции и монтажаПреимуществаУстройствоРекомендации мастеровВидео-инструкцияДвухскатная крыша беседки своими руками: чертежи, примеры, инструкцииОт простого — к сложномуКлассические вариантыСтилевые решенияЭтап I. ПроектируемЭтап II. Подготавливаем материалЭтап III. Изготавливаем стропилаЭтап IV. Закрепляем стропила на крышеЭтап V. Проводим печную трубу через крышуБеседки с двускатной крышей: фото различных вариантовИдеи беседок из разного материалаИз дерева (брус, бревно, […]

Читать далее

25 января, 1979 alexxlab

Монтаж обрешетки крыши под металлочерепицу: правильный шаг и расчет количества

Содержание устройство, размер досок под черепицу на крышеОсобенности обрешетки для металлочерепицыШаг обрешетки в зависимости от длины волныМонтаж обрешеткиПравила выполнения работУстройство в местах с дополнительными элементами крышиустройство, выбор шага, монтаж своими руками Как установить металлическую крышу на фанеру Осмотрите свою фанеру Применение подложки и прокладочного листа Установка крыши устройство, размер досок под черепицу на крыше […]

Читать далее

31 декабря, 1977 alexxlab

Как сделать крышку для погреба: Как сделать в доме крышку для погреба

Содержание Как сделать подпольный деревянный люк в доме с крышкой? Пошаговая инструкция +Видео идеиТребования к люкуСуществует несколько типов люковИзготовление люка подвала своими рукамиВ заключение хотелось бы дать несколько советовКак сделать крышку для погреба в доме?Каким требованиям должны отвечать скрытые крышки для погреба?Особенности монтажа и эксплуатации всех разновидностей готовых изделийИз каких материалов лучше делать крышки для […]

Читать далее