Конструкция вальмовых крыш: Стропильная система вальмовой крыши: схема, специфика устройства

04.03.1970 By alexxlab Крыш Комментариев нет

Конструкция вальмовых крыш: Стропильная система вальмовой крыши: схема, специфика устройства

Содержание

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.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Вальмовая крыша. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

0 votes

Голос за!

—

Голос против!

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
- Угол наклона крыши
- Площадь вальмовой крыши
- Расчет стропильной системы
- Монтаж опор для стропил
- Установка стропильной системы
- Усиление крыши и обрешетка
- Устройство кровельного пирога

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

0 votes

Голос за!

—

Голос против!

Содержание:

Особенности и конструкция вальмовой крыши
Разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша своими руками
- Угол наклона крыши
- Площадь вальмовой крыши
- Расчет стропильной системы
- Монтаж опор для стропил
- Установка стропильной системы
- Усиление крыши и обрешетка
- Устройство кровельного пирога

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.

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

Содержание:

Некоторые особенности вальмовой крыши
Описание диагональных стропил
Опоры для диагональных элементов
Конструкция опорных точек накосов стропил
Устройство нарожников
Монтаж простой вальмовой стропильной системы
Этап 1. Создание модели крыши и составление проекта
Этап 2. Монтаж основной части
Этап 3. Строительство вальмовых скатов
Возведение сложной вальмовой кровли

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.

Конструкция вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия.

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

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

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

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

Рисунок 1

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

Рисунок 2

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

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

Рисунок 3

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

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

Рисунок 4

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

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

Рисунок 5

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

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

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.

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

Рисунок 6

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

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

Рисунок 7

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

Рисунок 8

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

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

Рисунок 9

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

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

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

Рисунок 10

ШАГ 7: Размечаем и устанавливаем угловые выноса.

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

Рисунок 11

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

Рисунок 12

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

Рисунок 13

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

Таким образом ставим все четыре угловые выноса.

ШАГ 8: Изготавливаем и устанавливаем угловые стропила.

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

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

Рисунок 14

Далее мы будем пользоваться малкой (угломером).

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

Рисунок 15

Также отмечаем точку «В»

Высчитываем угол верхнего запила β = 90°- α

В нашем примере α = 22° и β = 68° .

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

Рисунок 16

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

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

Рисунок 17

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

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

Рисунок 18

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

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

Рисунок 19

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

Рисунок 20

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

Рисунок 21

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

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

Рисунок 22

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

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

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

δ = 90° — γ

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

Рисунок 23

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

Рисунок 24

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

Рисунок 25

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

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

СМОТРИТЕ ДРУГИЕ СТАТЬИ НА ЭТУ ТЕМУ:

Строительство Х-образных (восьмискатных) крыш.
Строительство Т-образной крыши дома.
Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины.
Г-образная крыша дома с равными фронтонами.
Шатровая крыша дома своими руками.

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

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

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

Чертеж стропильной системы вальмовой крыши: виды, основные параметры

Вальмовая кровля прекрасно справляется с поставленными перед ней задачами. Но ее прочность и надежность во многом зависит от качества монтажа, который невозможно сделать без хорошей схемы. А как составляется чертеж стропильной системы вальмовой крыши? Какие нюансы и параметры следует учитывать? Об этом и пойдет речь в статье.

Содержание

Что такое вальма
Виды вальмовых стропильных систем
Создание чертежа стропильной системы вальмовой крыши
1. Измеряем габаритные данные строения
2. Выбор оптимальной высоты крыши
3. Выбор угла наклона ската вальмовой кровли
4. Выбираем точки (шаг) установки стропилин
5. Определяем длину конька
6. Рассчитываем количество необходимого материала

Что такое вальма

Прежде чем начать рассказывать о том, как составляется чертеж стропильной системы вальмовой крыши, стоит познакомиться с самой конструкцией. Что такое вальма и почему такой вариант кровли пользуется достаточно большой популярностью?

Любая конструкция имеет свои «специфические» элементы. То же самое относится и к рассматриваемому в статье варианту крыши. Здесь такой особой деталью является вальма. А что это такое? Вальма – это треугольная часть кровли, расположенная с торца здания. У обычной четырехскатной крыши все стороны треугольные. В случае с вальмовым вариантом, основные два ската имеют трапециевидную форму.

Основные принципы создания вальмой крыши дома

Такой вариант крыши используется не столь часто, но все-таки он пользуется хорошей славой. У вальмовой крыши есть свои плюсы и минусы. К преимуществам такой конструкции специалисты относят следующее:

вальма, в отличие от фронтона, обладает низким сопротивлением ветрам. Такая крыша способна выдержать даже ураганы;
стропильная система такой кровли прочная и устойчивая к внешним воздействиям. Это достигается путем установки угловых ребер, которые играют роль ребер жесткости;
вальмовая крыша дает возможность создать широкие свесы со всех сторон дома, что надежно защищает стены от атмосферных осадков;
не стоит забывать и про внешний вид. Вальмовая крыша способна значительно украсить любое строение.

Но есть и свои недостатки. Если говорить о минусах, то в первую очередь специалисты напоминают о сложности чертежей стропильной системы вальмовой крыши. Конструкция имеет множество элементов, которые нужно правильно смонтировать. Сделать это без наличия необходимых навыков бывает достаточно сложно. К тому же, большое количество элементов значительно удорожает всю конструкцию.

Есть и другие сложности. Если вы решите сделать мансардную комнату, то обязательно с ними столкнетесь. Во-первых, чердачное помещение под вальмовой кровлей меньше, чем в случае использование обычного двухскатного варианта. Во-вторых, вам придется устанавливать специальные окна, которые могут обойтись достаточно дорого.

Виды вальмовых стропильных систем

При возведении крыши нужно тщательно продумать все ее элементы и конструкции. Но самое главное – это определиться с выбором вида стропильной системы. Именно эта часть кровли будет нести на себе все нагрузки. В случае с вальмовым вариантом крыши применяются следующие два типа стропильных системы:

Типы конструкций стропильных систем крыш — схемы

Наслонная.
Висячая.

Первый вариант считается наиболее приемлемым. Такой тип стропильной системы для вальмовой кровли подразумевает наличие дополнительной опоры под коньком. Для этого в доме должна быть несущая стена, расположенная посередине строения. На нее устанавливают опорные балки, на которые монтируют коньковый пролет. Такая конструкция более прочная. В ней стропильные пары упираются не только на мауэрлат, но и на коньковый пролет.

В случае если осевой несущей стены нет, то применяют висячую систему. Тут стропила сверху крепятся друг к другу, а снизу упираются в мауэрлат. Такой тип системы используется для небольших домов, когда длина одного ската не превышает шести метров. Но в случае вальмовой крыши лучше все-таки использовать наслонную систему стропил. Это поможет избежать проблем при монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Создание чертежа стропильной системы вальмовой крыши

Перед началом возведения любой кровли нужно проделать множество предварительной работы. И, наверное, самой главной задачей будет создание чертежа системы вальмовой крыши. Именно от правильности выполнения этой работы будет зависеть быстрота и точность монтажа. Для составления чертежа нужно дополнительно выяснить множество параметров и характеристик будущей конструкции. А как это сделать будет рассказано чуть ниже.

Измеряем габаритные данные строения

Самый первый параметр, от которого будут отталкиваться все остальные расчеты – это размеры самого дома. От этой характеристики будет многое зависеть, а именно:

высота расположения конька;
длина ската;
угол наклона;
количество необходимого материала.

Если у вас есть проект дома, то выяснить его размеры будет несложно. Для этого достаточно посмотреть на чертеж. Если проекта нет или дом построен с небольшими отклонениями от него, то за измерение нужно взяться самостоятельно. Для дальнейших расчетов четырёхскатной кровли вам понадобится узнать длину и ширину строения, а также высоту стен.

Выбор оптимальной высоты крыши

После того, как габариты дома вам известны, можно приступать к следующим вычислениям. Первое из них – это выбор оптимальной высоты крыши. При этом нужно учитывать следующее:

будет ли использоваться чердачное помещение. Если да, то высота должна быть больше, чтобы пространство было достаточно;
размеры самого дома. Слишком высокая крыша может существенно ухудшить внешний вид всего строения;
нужный угол уклона ската. Чем выше будет крыша, тем этот параметр будет больше.

Лучше всего производить подобные расчеты после определения угла наклона ската. Именно так чаще всего и поступают строители. В этом случае высота крыши будет равна половины ширины дома умноженное на тангенс угла наклона ската.

Выбор угла наклона ската вальмовой кровли

В проектировании крыши все параметры должны быть просчитаны и выверены. То же самое относится и к углу наклона ската. Здесь специалисты рекомендуют принять во внимание следующие факторы:

Как вычислить угол ската крыши и рассчитать ее монтаж

в первую очередь нужно учитывать погодные условия в вашем регионе. Если угол наклона небольшой, то на нем скопится много снега зимой, но при этом кровля не будет испытывать большие ветровые нагрузки. При большом угле все зеркально наоборот;
также учитывается, и какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель определяет свой минимальный угол наклона, при котором его продукция будет работать наиболее эффективно.

Самым оптимальным вариантом считается величина, лежащая в пределах от 20 до 45 градусов. При этом угол наклона основных скатов и вальмы может отличаться. Также наклон выбирается в зависимости от того, будет ли использоваться чердачное помещение. Чем круче кровля, тем меньше свободного пространства под ней останется.

Выбираем точки (шаг) установки стропилин

После определения угла наклона ската и высоты всей конструкции можно переходить к следующему этапу планирования. Самым важным элементом любой крыши являются стропила. Именно они будут выдерживать все нагрузки. Чтобы весь вес стропила выдержали, нужно правильно подобрать шаг их установки.

Как правильно подобрать шаг установки стропил

Но тут многое будет зависеть от другого параметра, а именно от сечения используемых деревянных брусков или досок. Чем это значение больше, тем прочнее сами стропила. А это значит, что и устанавливать их можно реже.

Чтобы правильно подобрать сечение стропил, нужно учитывать следующие типы нагрузок:

Переменные. Сюда специалисты включают нагрузки от выпавших осадков и давления ветра. Все эти данные можно узнать из специальных карт.
Постоянные – это нагрузки от веса самих материалов кровли, а также всего оборудования установленного на крыше.

Лучше всего брать сечение с запасом, чтобы не было непредвиденных ситуаций. После того, как с данным параметром разобрались, можно определять и шаг стропил. Как правило, это значение лежит в пределах от 0,6 до 1,0 метра.

Для точного расчета сечения стропил и шага их установки, можно воспользоваться специальными программами или он-лайн калькуляторами. С их помощью можно более точно рассчитать все параметры будущей крыши, тем самым, избежать ошибок.

Определяем длину конька

Для определения этого параметра очень важно понимать, где именно должен находиться данный элемент. Конек в вальмовой крыши располагается строго по середине. Причем это относится как к продольной, так и к поперечной оси.

Как правило, расчет длины конька проводится в следующей последовательности:

определяется ширина дома и эта величина делится пополам;
полученное значение будет равно расстоянию, на котором будет начинаться и заканчиваться конек относительно блины строения;
отсюда можно высчитать и сам искомый параметр. Длина конька равна длине всего дома (крыши) за минусом его ширины.

Такой расчет считается стандартным, но можно его и изменить. Самое главное – это соблюдение строго серединного расположения конька.

Рассчитываем количество необходимого материала

Очень важный вопрос, который нужно решить еще до начала строительства – это сколько потребуется вложить средств. Но решить его можно только высчитав расход материалов. Тут многое зависит от размеров самого дома. Сам расчет можно проводить в следующей последовательности:

Расчет площади вальмовой кровли

Вначале рассчитываем площадь кровли. Зная угол наклона и высоту расположения конька, сделать это будет несложно.
Далее, можно узнать, сколько кровельного материала, гидроизоляции и утеплителя (если крыша будет теплой) вам понадобится.
После этого, зная шаг установки стропил, высчитываем их количество.
Также не стоит забывать и про дополнительные элементы. Если крыша большая, то вам обязательно понадобятся подпорки, растяжки, ригели и так далее.

Очень удобно для расчета использовать специальные программы. Некоторые их них не только высчитают, сколько и какого материала вам понадобится, но и помогут составить сам эскиз и чертеж стропильной системы и всей крыши. Но даже после этого лучше попросить проверить все расчеты вальмовой крыши, особенно схему, профессионалу. Вальмовая крыша довольно сложная конструкция и ошибиться при ее проектировании несложно. А ведь такие просчеты могут привести к серьезным последствиям при эксплуатации.

Проектирование и строительство вальмовых крыш

Вальмовые крыши или так называемые вальмовые крыши представляют собой особый тип крыш, которые имеют очень пологий уклон по бокам с нисходящим рисунком к боковым стенам.

Содержание

1 КОНСТРУКЦИИ ВАЛЬМОВОЙ КРЫШИ
2 КАК ПОСТРОИТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ
3 КАК СТРОИТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ

Область, где одна секция кровли встречается с другой секцией, считается вальмовой Шатровая крыша обычно имеет очень одинаковые углы без вертикального конца.

Вальмовые крыши состоят из четырех стропил, которые обычно сходятся на коньковой доске, расположенной в средней части крыши.

Если учитывать прямоугольную форму большинства зданий, то вальмовые крыши будут строиться с двумя треугольными и двумя трапециевидными сторонами; тогда как в случае квадратных зданий шатры чаще направлены к верхней части, образуя пирамидальную структуру.

Некоторые другие названия вальмовых крыш: пирамидальная крыша и павильонная крыша; здесь мансардные крыши, а также полушатровые крыши являются небольшими вариациями простых вальмовых крыш.

Шатровые крыши чаще используются в передовых архитектурах, скорее всего, в бунгало, коттеджах и ранчо.

Купол крыши

Пожалуйста, включите JavaScript

Купол крыши

Эти крыши придают домам больше качеств, таких как традиционный дизайн, надежность и повышенный комфорт. Шатровые крыши считаются одними из самых простых конструкций в категории вальмовых крыш.

КОНСТРУКЦИИ ВАЛЬМОВЫХ КРЫШ

Вальмовые крыши могут проектироваться над зданиями квадратной формы, а также над прямоугольными; конструкция вальмовых крыш может следовать треугольным сторонам, а также сочетать треугольные и трапециевидные стороны.

Некоторые конструкции вальмовых крыш повторяют форму пирамиды, в то время как другие могут иметь более симметричную структуру.

Как правило, на дизайн или стиль вальмовой крыши влияют три основных фактора:

Карнизы: от солнечных лучей; эта схема помогает охлаждать внутреннюю часть дома и обеспечивает сокращение счетов за электроэнергию при сниженном энергопотреблении.
Сила: Для тех районов, где ветер и циклоны более распространены; скатов вальмовой крыши построены с высокой точностью, так что они могут обеспечить надежную службу в течение длительного времени.
Стиль : Шатровые крыши известны своим уникальным стилем и изящным внешним видом, который придает конструкции дома больше красоты.

КАК ПОСТРОИТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ

Как говорилось выше, вальмовые крыши имеют наклонные стороны, поэтому они должны быть сооружены с высокой точностью и безопасностью. Вот несколько шагов, которые помогут вам правильно построить вальмовую крышу:

Шаг 1: Измерения:

Одним из наиболее важных и основных этапов строительства вальмовой крыши является проведение измерений перед монтажом. Это должны делать опытные люди с калькулятором вальмовой крыши; и вы должны сделать замеры по ширине и длине здания, и они будут использованы для расчета размеров коньковой доски, а также длины стропил.
Этап 2: Резка стропил:

Когда вы закончите с измерительной частью, пришло время обрезать стропила в соответствии с этими спецификациями. Эти части позже будут использованы для строительства крыши.

Этап 3: Крепление стропил к коньковой доске:

Коньковые доски действуют как каркас, опирающийся на крышу; Вы должны начать процедуру установки, закрепив стандартные стропила на нужной стороне коньковых досок.

Вы должны продолжать этот процесс до тех пор, пока твердость или прочность всех коньковых досок не увеличится и их можно будет установить в соответствии с их весом.

Шаг 4: Размеры вальмового стропила:

Перед тем, как приступить к строительству вальмовой крыши, необходимо обеспечить правильное выравнивание углов в углах. Для этого типа расчета вы должны использовать рамочный угольник, который облегчает выполнение измерений.

Шаг 5: Продолжайте крепить стропила:

Сейчас самое время перейти к креплению стропил; и эксперты предлагают начинать с одной стороны и пытаться прикладывать большее усилие для каждой регулировки стропила на доске. Это давление гарантирует, что вы получите гораздо лучшие результаты.

Шаг 6: Обрежьте стропила:

После того, как стропила будут забиты гвоздями, вы можете начать с обрезки, чтобы они могли обеспечить превосходную линейную компоновку.

Этап 7: Крепление боковых стропил:

В этом типе конструкции угловые стропила называются вальмовыми и должны быть соединены с уже закрепленными соседними стропилами.

Шаг 8: Прикрепите и набейте стропила:

После того, как вы закончите крепление стропил, наступит время установить нарожные стропила между вальмовыми и стандартными стропилами.

Хорошо начать с одной части, а затем двигаться к концу; хотя этот процесс длительный, но при правильном выполнении он, несомненно, может привести к хорошим результатам на всю жизнь.

Если у вас нет надлежащих знаний об этом процессе установки, попробуйте обратиться за помощью к специалистам.

Важно обеспечить точность, так как это может в дальнейшем привести к соединениям обшивки, вентиляции и дренажа между ними.
Если крыша также включает дымоход, то вам необходимо пройти некоторые другие процедуры, чтобы помочь вам в идеальной конструкции шатровой кровли.

КАК СОСТАВЛЯТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ

По сравнению с общим каркасом кровли, каркас вальмовой крыши более сложен, поскольку состоит из четырех сторон переменной длины, а не из двух сторон. Коньковая доска здесь центрирована как по длине, так и по ширине.

Шатровые крыши, как правило, могут иметь каркас самых разных размеров, которые могут иметь Т-образную или L-образную форму, и для них может потребоваться более сложная конструкция каркаса.

Здесь крыша разделена и структурирована на различные части, а основные точки соединения приходятся на коньки и стропила, поэтому центральная часть крыши требует более точного обрамления.

После того, как эти стропила правильно отрегулированы, можно легко разместить нарожные стропила, а также обычные стропила. Таким образом, создание вальмовой крыши требует опыта в этой области, чтобы готовая конструкция могла быть спроектирована с большей точностью и безопасностью дома.

Строительство вальмовой крыши требует надлежащего внимания к некоторым основным факторам, таким как размеры, каркас и регулировка стропил.

В случае, если вы думаете о строительстве вальмовой крыши для вашего сложного коммерческого или жилого здания, важно разработать превосходный план каркаса вальмовой крыши.

Целью этого плана является представление направления, а также вариантов размеров всей конструкции; этот план расположения помогает всем участникам работать на разных участках крыши.

Размер крыши обычно зависит от типа дома и его размеров; если вы пытаетесь следовать процедуре «сделай сам» для крыши своего дома, то хорошо начать с предварительно спроектированного пакета направляющих для вальмовой крыши.
Это руководство может помочь вам обеспечить надлежащую вентиляцию, обшивку, водосточные желоба, дренаж, изоляцию, регулировку дымоходов и защиту от неба.

Различные комплекты вальмовых крыш могут помочь вам в этом процессе с помощью инструкций по обеспечению качества.

Здесь вы получите самую подробную информацию, если ищете, как построить каркас вальмовой крыши. Угол разгибания бедра от каждого угла, вероятно, должен составлять 45 градусов, но в некоторых случаях допустимы и другие углы.

Начните с макета здания прямоугольной формы.
Найдите осевую линию в средней части.
Теперь нарисуйте линию под углом 45 градусов от каждого угла к осевой линии, которая может помочь определить местоположение стропил.
Проведите коньковую линию между точками пересечения вальмовых стропил.
Наконец, рассчитайте расстояние между стропилами и уложите их в соответствии с планом каркаса крыши.
Для проектирования вальмовых крыш полезно построить на бумаге соответствующие схемы, чтобы эти рисунки могли помочь вам в правильной компоновке на следующих этапах.

Каркас вальмовой и ендовой кровли не так сложен по сравнению с процедурами каркаса вальмовой крыши; здесь крыши построены под углом 90 градусов:

В первую очередь необходимо спроектировать план здания.
Теперь нарисуйте самый большой прямоугольник внутри макета здания.
Теперь нарисуйте осевые линии для всех прямоугольников, которые образуются внутри.
Постройте линию под углом 45 градусов от внешних и внутренних углов и продлите эти линии до пересечения с осевой линией. Эти линии будут обозначать расположение вальмовых стропил на внешних углах, а также на стропилах ендовы.
Теперь центральная линия помогает соединить ендову и вальмовые стропила.
Нарисуйте сплошными линиями расположение гребней.
Проверьте расстояние между различными стропилами, а затем постройте аналогичный план каркаса крыши.

Используя эти рекомендации по устройству вальмовых крыш, можно построить в своем доме качественную крышу, которая защитит вас от всех неблагоприятных погодных условий.

Вальмовые крыши считаются лучшим выбором для покрытия навесов с конструкциями типа горизонт. Эксперты говорят, что этот сарай с вальмовой крышей приносит наибольшую прибыль в прибрежных и ветреных местах, а также придает очень привлекательный вид собственности.

В большинстве этих мест вы можете найти четырехугольную четырехскатную крышу, которая придает дому уникальный внешний вид и дополнительную защиту от нежелательных природных явлений.
Для тех, кто хочет сделать надлежащий анализ плана вида вальмовой крыши, некоторые рисунки могут оказать большую помощь:

Эти изображения могут дать полное руководство с точки зрения деталей каркаса вальмовой крыши; лучший источник для понимания такой важной задачи — это изображения.

Следовать процедурам становится легче, если у нас есть графическое изображение для каждого аспекта. Хотя существует множество моделей кровельных стилей, которые обеспечивают надлежащее покрытие дома с дополнительной защитой от неблагоприятных погодных условий.

Вот несколько преимуществ вальмовых крыш:

Шатровые кровли в форме пирамиды наиболее предпочтительны на горных участках, где в зимнее время выпадает сильный снегопад.
Вальмовые крыши, как правило, имеют единую фасцию со всех сторон, что упрощает установку водосточных желобов.
Шатровые крыши также хорошо подходят для теплого климата, поскольку они создают идеальную тень для дома со всех сторон, способствуя хорошему охлаждению.
Вальмовые крыши также имеют карнизы по всем направлениям, которые помогают обеспечить полную защиту дома от солнца, а также других атмосферных неприятностей.
Одним из важнейших преимуществ вальмовых крыш является их способность обеспечивать отвод воды; так как все стороны крыши расположены под правильным углом, на этих крышах нет возможности скопления воды.
Помогают предотвратить обрушение крыши.
Шатровые крыши с углом наклона 30 градусов считаются лучшими конструкциями для обеспечения длительного срока службы.

Несколько недостатков связаны с вальмовыми крышами:

Одним из наиболее заметных недостатков вальмовых крыш является их типичная или сложная процедура строительства.
Вальмовые крыши требуют больших трудозатрат, а также нуждаются в дополнительном сырье, что увеличивает стоимость.
Время от времени им требуется техническое обслуживание для обеспечения длительного срока службы.

Если вам интересно, как построить четырехскатную крышу на вашем коммерческом или жилом объекте, то это руководство может вам очень помочь. Он включает в себя полную информацию о стропилах, коньках, каркасе и основах проектирования, которые могут помочь людям даже при самостоятельной работе.

Шатровые крыши считаются лучше, чем двускатные, потому что они лучше защищают ваш дом со всех сторон, так что внутренняя конструкция может оставаться в безопасности даже в неблагоприятных погодных условиях.

Шатровые крыши не очень уязвимы для сильного ветра, как двускатные крыши, поэтому они считаются идеальными практически для всех условий окружающей среды. Как правило, люди начинают с каркаса полувальмовой крыши, потому что это помогает упростить процедуру строительства для рабочих.

При правильной конструкции каркаса вальмовой крыши до начала строительства всем рабочим становится легче поддерживать идеальное выравнивание в различных углах, чтобы обеспечить правильное соединение стропил и коньков.

Основной целью дизайна вальмовой крыши является обеспечение надлежащей защиты дома от любых погодных условий при минимальном обслуживании.

Эти крыши должны быть достаточно способны противостоять сильным ветрам, а также снегу, поскольку некоторые районы сильно подвержены влиянию таких факторов окружающей среды.

Другие важные соображения заключаются в том, что он должен придавать больше привлекательности структуре дома с некоторыми уникальными дизайнами.

Привет, я Джим. Я был строителем кровли в течение 20 лет, прежде чем решил запустить myrooff.com и собирать лучший контент о кровле. Я люблю деревообработку и строительство, и для меня было вполне естественно начать этот проект моей страсти. Спасибо, что посетили.

Плюсы и минусы, советы по установке, руководство для покупателей

Получите оценку от профессионалов кровельных работ

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

Но они еще и симпатичные! Фактически, вальмовая кровля является невероятно популярным архитектурным стилем кровли в Соединенных Штатах благодаря своей проверенной долговечности и современному дизайну. Наклон крыши позволяет дождю и снегу легко соскальзывать, уменьшая вероятность повреждения ветром, поэтому они являются идеальным выбором для домовладельцев, которые живут в районах, подверженных сильным ветрам и обильным снегопадам.

Ищете квалифицированных кровельщиков рядом с вами?

Узнайте, сколько будет стоить ваш проект

Не настоящий почтовый индекс.

В этой статье мы собираемся предоставить вам все, что вы знаете о четырехскатных крышах. Обсудим, какие они бывают, преимущества и недостатки, устройство вальмовой крыши, виды конструкций и ответы на наиболее часто задаваемые вопросы. Это поможет вам решить, хотите ли вы построить четырехскатную крышу или другой тип крыши для своего дома.

В Legacy Service мы предлагаем услуги по установке и замене для домовладельцев 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 вальмовая крыша?

Шатровая крыша относится к конструкции крыши, а не к материалу, из которого она сделана. Этот тип крыши имеет скаты со всех четырех сторон, которые наверху объединяются в точку. Это облегчает стекание конденсата во время дождя, снега и грозы, а также помогает защитить ваш дом от сильного ветра.

Если вы строите крышу для своего нового дома, вам обычно приходится выбирать между вальмовой и двускатной крышей. Разница между ними заключается в том, что вальмовая крыша определяется наличием четырех сторон, а двускатная крыша определяется наличием двух сторон. В то время как двускатные крыши имеют две стороны или пики, которые наклоняются вниз к вашему дому, вальмовые крыши имеют стиль, в котором все стороны будут наклонены вниз по стенам вашего дома.

Итак, что такое вальма на крыше?

Бедро — это место, где одна секция крыши встречается с другой. Этот стиль идеально подходит для снежной и ветреной среды, так как наклон позволяет снегу легко соскальзывать, что предотвращает стоячую воду, которая в противном случае могла бы привести к обрушению крыши.

Где использовать четырехскатную крышу?

Шатровые кровли популярны среди домовладельцев по всей территории Соединенных Штатов, но они идеально подходят для ветреной и снежной погоды. Конструкция каркаса обеспечивает непревзойденную прочность конструкции. Внутренний наклон всех четырех сторон является причиной того, что этот тип крыши такой прочный и прочный, с наклоном, который позволяет снегу и воде легко соскальзывать.

Обратите внимание: для защиты от сильного ветра или сильного шторма рекомендуемый шаг шатровой крыши составляет 4/12-6/12 (угол 18,5°-26,5°).

Если вы заинтересованы в установке шатровой крыши в своем доме, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, что наша команда может сделать для вас. Мы предоставляем услуги по установке и замене кровли для домовладельцев на юго-востоке Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэр. Мы вышлем специалиста, который предоставит вам бесплатную консультацию, которая поможет вам решить, хотите ли вы битумную черепицу, металлическую кровлю или другой тип покрытия для вашей новой крыши.

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

Pros

Почему для дома стоит выбрать вальмовую крышу? Давайте взглянем на преимущества этого архитектурного стиля:

Они делают дома прочными и устойчивыми. – Шатровые крыши более прочные и устойчивые, чем двускатные. Это связано с тем, что наклон внутрь происходит со всех четырех сторон конструкции. Это помогает обеспечить дополнительную устойчивость к сильному ветру и осадкам.
Они позволяют осадкам соскальзывать и легко стекать — Наклон крыши будет эффективно отводить осадки от остальной конструкции. Это идеально подходит для регионов, где выпадают тонны снега, потому что это помогает вашей крыше избежать стоячей воды и дополнительного давления, возникающего при значительном скоплении снега.
Они позволяют добавить дополнительное пространство по мере необходимости – Если вы строите слуховое окно или воронье гнездо, вальмовые крыши могут предоставить вам дополнительное пространство для вашего дома. Это простое дополнение, которое вы можете использовать как место для хранения или даже как еще одну комнату, через которую подрядчики могут провести водопровод и электричество, если это необходимо.
Они предлагают различные варианты дизайна — После того, как вы выберете вальмовую крышу, вы обнаружите, что существует множество эстетически привлекательных вариантов дизайна. Среди них мансардные, тентовые, двускатные и павильонные. Они также могут поддерживать широкий спектр материалов, от битумной черепицы до металлической кровли и многого другого.

Минусы

Почему некоторые домовладельцы отказываются от вальмовой крыши? К недостаткам вальмовых типов крыш относятся:

Они дороже в строительстве — Поскольку вальмовые крыши имеют более сложную конструкцию, для сборки которой потребуется больше инструментов и материалов, их установка обычно дороже, чем двускатные крыши. Если вы более осведомлены о стоимости строительства, вы можете выбрать двускатную крышу, а не вальмовую крышу.
У них должен быть определенный угол наклона, если вы живете в ветреной местности. — Если вы живете в районе, где часто бывают сильные штормы, то лучше всего иметь шаг с определенным углом, который находится где-то между 18,5 и 26,5 градусами. 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 достаточную вентиляцию в шатровой крыше. Прерывание аэродинамического профиля с одной стороны может вызвать дисбаланс всей остальной части крыши. Это может привести к накоплению влаги внутри крыши, вызывая плесень или грибок, что может повлиять на здоровье людей в вашем доме.

Устройство вальмовой крыши

Хотя вальмовая крыша является одним из самых простых типов крыш, мы не рекомендуем делать ее самостоятельно, если у вас нет определенного опыта, вы точно не знаете, что делаете, и не имеете приятель или два, чтобы помочь вам. Строительство вальмовой крыши обычно выполняется командой профессионалов, имеющих многолетний опыт работы в своей отрасли.

Неудивительно, что правильная конструкция и техническое обслуживание необходимы для предотвращения мелких проблем, которые со временем могут перерасти в более серьезные проблемы. Как видите, вальмовые крыши имеют больше швов, чем двускатные, что облегчает образование протечек, если крыша установлена неправильно. Но если все сделано правильно, вальмовые крыши намного долговечнее и могут прослужить дольше, чем двускатные, иногда до пяти десятилетий и более.

В следующем разделе мы обсудим процесс строительства, от каркаса 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 четырехскатную крышу

Если вы планируете построить четырехскатную крышу для своего дома, вы, вероятно, хотели бы знать, как это делается. И если у вас есть опыт и желание попробовать, вы можете даже захотеть построить его самостоятельно. В любом случае ознакомьтесь с нашим пошаговым руководством по установке вальмовых крыш:

Измерьте и обрежьте стропила — Измерьте ширину и высоту со всех четырех сторон. Стандартные вальмовые крыши имеют конек, который образует верхнюю часть крыши. Вальмовые стропила представляют собой два наклонных гребня, которые наклоняются наружу и вниз к углам. Эти стропила проходят вдоль боковых стен, которые еще называют рядовыми стропилами.
Рассчитайте длину всех обычных стропил – Измерив ширину здания, разделите число на два, так как каждое стропило покрывает только половину крыши. Перед расчетом уклона крыши отнимите ширину от коньковой доски.
Выделите птичий патрубок на стропилах — Птичий патрубок представляет собой зазор в стропиле, чтобы он мог поместиться поверх стены конструкции. Вам нужно будет разрезать его, чтобы найти место с помощью столярного угольника.
Используйте круглую пилу для распила обычных стропил – Используйте первое стропило в качестве шаблона, вырезав те же шаблоны на остальных обычных стропилах. Расположите каждое из стропил через каждые 50 см вдоль стен здания.
Сборка королевского и вальмового стропил — Центральное стропило представляет собой длинное центральное стропило на концевых углах крыши, которое простирается от стены до конца конька. Они обеспечивают дополнительную поддержку коньковому брусу, предотвращая его обрушение.
Прибейте остальные обычные стропила к коньковому брусу . Обязательно разместите каждое стропило на расстоянии 20 дюймов друг от друга.
Прикрепите фанерную обшивку – Прибейте обшивку к обычным стропилам. Вам нужно будет сделать это до того, как черепица будет помещена на крышу. Кроме того, убедитесь, что лист дерева абсолютно плоский и прямой.
Прикрепите черепицу . Это последний этап процесса. Существует множество руководств, в которых обсуждается, как крыть черепицей вальмовую крышу.

Найдите рядом квалифицированных кровельщиков

Не настоящий почтовый индекс.

Конструкции вальмовой кровли

Как выглядит вальмовая крыша?

Поскольку существует множество конструкций, вальмовые крыши могут выглядеть по-разному. Некоторые из самых популярных конструкций включают:

Простая вальмовая крыша — это наиболее распространенный стиль. Он имеет наклон в форме многоугольника с двух сторон и наклон в форме треугольника с двух других сторон. Четыре стороны сходятся вверху, образуя гребень.
Половальмовые – Полувальмовые крыши также называются шатровыми или подстриженными фронтонами. Они имеют две короткие стороны, образующие карниз. Для них характерны верхние точки фронтона, и они выгодны, потому что дренаж в желоба и из них намного проще.
Вальмовая – Это другой стиль, хотя и более сложный, чем простая вальмовая крыша. Он расположен над Г-образными конструкциями перпендикулярно. Шов образует вальмовую крышу. Две секции образуют долину, формируясь в конце.
Голландское двускатное бедро . Эти крыши предлагают дополнительное внутреннее пространство благодаря небольшой двускатной конструкции, расположенной на коньке крыши. В некоторых случаях можно даже добавить слуховое окно. Это не только добавляет декоративности, но и может превратить чердак в функциональное жилое пространство.
Пирамидальное бедро – Этот стиль характеризуется четырьмя треугольными сторонами одинакового размера, которые соединяются вместе в верхней части, образуя форму пирамиды.

Часто задаваемые вопросы о вальмовой кровле

Если вы рассматриваете планы домов с вальмовыми крышами, у вас, вероятно, есть несколько вопросов. В этом разделе мы обсудим те из них, которые чаще всего задают нашим специалистам до или во время процесса монтажа кровли.

В Legacy Service мы предлагаем ряд услуг по улучшению и модернизации экстерьера вашего дома. От установки кровли до замены сайдинга наша команда может позаботиться обо всем за вас! Просто дайте нам знать, что вам нужно.

Вот наиболее часто задаваемые вопросы о вальмовой кровле:

В чем преимущество вальмовой крыши?

Вальмовые крыши имеют ряд преимуществ. Поскольку они имеют четыре ската, которые наверху объединяются в конек, они, как правило, гораздо более устойчивы, чем другие типы крыш, включая двускатные, которые имеют только два ската. Например: скаты на вальмовых крышах уменьшают воздействие сильного ветра, так как ветер должен идти вверх и над крышей. Кроме того, они позволяют снегу и другим видам осадков стекать намного легче.

Шатровые крыши также позволяют персонализировать внешний вид вашего дома. Это дает домовладельцам возможность добавлять элементы дизайна премиум-класса (например, сводчатые потолки) или опции для увеличения пространства или места для хранения (например, слуховые окна или воронье гнездо). Они также, как правило, имеют одинаковую фасцию со всех сторон, поэтому вы можете довольно легко установить водосточные желоба. Водосточные желоба помогают защитить сайдинг от повреждения водой и защитить вашу собственность от затопления.

Вальмовая крыша дороже?

Шатровые крыши, как правило, дороже, чем двускатные. Затраты могут различаться в зависимости от размера вашей крыши, используемого материала, а также уклона и уклона, но обычно они 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.

Шатровые крыши строить дороже, 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 немного денег, когда дело доходит до создания вальмовой крыши, потому что это проще, поскольку все внешние стены имеют одинаковую высоту. Шатровые 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 вальмовой крыше, начните с того, что свяжитесь с нашей командой в Legacy Service. Мы предоставляем услуги по установке и замене домовладельцев в Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэре. Мы вышлем специалиста, который ответит на все ваши вопросы и бесплатно рассчитает стоимость.

В чем разница между вальмовой и двускатной крышами?

Вальмовая крыша – это крыша, имеющая наклон вверх со всех сторон здания. Вальма — это внешний угол, где сходятся смежные наклонные стороны крыши. Шатровые крыши в основном отличаются от двускатных тем, что обычно имеют четыре стороны, а не две. Существует также контраст в общем дизайне и функциональности крыши.

Поскольку конструкция двускатной и вальмовой крыш различается, плюсы и минусы тоже различаются. Например: вальмовые крыши имеют тенденцию быть более устойчивыми, чем двускатные из-за их конструкции. Они также лучше сопротивляются ветру и стоку осадков. Однако они, как правило, дороже двускатных крыш. Вам решать, какой из них вы предпочитаете для своего дома.

Поддерживает ли вальмовая крыша сама себя?

Шатровые крыши предназначены для самостоятельной поддержки. Они самоподдерживающиеся, поэтому для них требуется меньше диагональных распорок, чем для двускатных крыш. Их четыре наклонные стороны обеспечивают им превосходную устойчивость и прочность. Эти характеристики позволяют вальмовым крышам быть более устойчивыми к ветровым повреждениям, чем другие типы крыш, например двускатные. Наклон сторон также позволяет снегу, льду и дождю легко соскальзывать, что идеально подходит для районов, подверженных ураганам.

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

Нужны ли потолочные балки для вальмовой крыши?

Во многих случаях для вальмовых крыш потребуются потолочные балки, поддерживающие конструкцию. Однако есть случаи, когда вы можете построить один, не используя их. Например: квадратные вальмовые крыши обычно не требуют потолочных балок. Однако всегда лучше нанять профессионального кровельщика, который сможет сказать наверняка. Они ответят на любые ваши вопросы и подскажут, что лучше всего подойдет для вашего дома. В Legacy Service мы предоставляем услуги по установке и замене кровли людям на юго-востоке Пенсильвании, в Нью-Джерси и на севере Делавэра. Свяжитесь с нами, чтобы запланировать бесплатную оценку.

Можно ли сделать шатровую крышу сводчатой?

К счастью, вальмовые крыши дают вам возможность установить сводчатые потолки в вашем доме. Многие люди просят сводчатые потолки в главной спальне, потому что это открывает комнату и создает ощущение большего пространства.

Эта архитектурная конструкция более сложна, 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 продолжить поиски, пока не найдете ту, которая это сделает.

Прочна ли четырехскатная крыша?

Шатровые крыши являются одним 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.

Мало того, что они прочные, но если вы решите добавить слуховое окно или воронье гнездо, эти крыши предоставят вам больше места или места для хранения. Они также энергоэффективны, потому что четыре стороны крыши защищают ваш дом от чрезмерного холода или жары.

Начнем с вашей крыши!

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

В Legacy Service мы предоставляем различные услуги по экстерьеру жилых помещений. От установки кровли до замены сайдинга и окон, мы можем сделать все это. 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!

Найдите квалифицированных кровельщиков рядом с вами

Опубликовано 17 ноября 2020 г. в Крыша

Каркас вальмовой крыши стал проще — хорошее домостроение его метод переосмысления этой сложной части конструкции. Используя в качестве примера крышу небольшой хозяйственной постройки, Кэрролл сначала находит шесть больших обычных стропил, а затем использует таблицу множителей стропил, чтобы определить длину обычных стропил. Затем он определяет пробег и длину вальмовых и нарожных стропил. Статью сопровождают полноцветные иллюстрации, подчеркивающие процесс шатровой крыши Кэрролла.

Обрамление вальмовой крыши — головная боль для большинства плотников, но это не обязательно. Процесс стал для меня намного проще, когда я понял, что основная проблема при строительстве вальмовой крыши — это планировка, а не математика. И ключом к планировке является точное знание, где начинать и заканчивать измерения.

В моем подходе все измерения проводятся по нижнему краю стропила, от короткой точки к короткой точке. 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 стало на свои места. Потому что я измеряю и отмечаю нижнюю часть стропил, где я измеряю, там и отрезаю; а поскольку шагов меньше, шансов на ошибку меньше.

Еще одно преимущество моего подхода заключается в том, что мне не приходится иметь дело с опусканием бедра, потому что я использую пиломатериалы одного размера для всех стропил и выравниваю нижние края. На этой крыше я использовал пиломатериалы 2 × 6 для бедер, домкратов и общих элементов. Это оставило верхние части домкратов на ¼ дюйма выше бедра, что позволяет обшивке очищать бедро и позволяет воздуху проходить через бедро и вверх к вентиляционному отверстию конька. Если бы я хотел, чтобы нижняя и верхняя кромки были на одной плоскости, я мог бы разрезать 2×8 до ширины 5-3/4 дюйма.0003

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 по-другому, это то, что я кладу свою английскую измерительную рулетку, когда заканчиваю каркас стен, и беру метрическую рулетку, чтобы обрамлять крышу. В моем подходе метрическую систему проще использовать, когда речь идет о математике, потому что в ней нет дробей, с которыми приходится иметь дело. Сама математика проста для расчета, потому что каждое положение стропил и размер можно объяснить с помощью прямоугольных треугольников и размеров, основанных на теореме Пифагора.

Однако, прежде чем я обдумаю все это, первое, что я делаю на новом рабочем месте, — знакомлюсь с деталями и визуализирую, как части подходят друг к другу. Показанный здесь проект представляет собой простой сарай для хранения. Поскольку крыша небольшая, а весь каркас состоит из пиломатериалов размером 2 × 6, мне не нужно вносить поправки для большей коньковой балки или вальмовых стропил.

Два инструмента облегчают работу

Во-первых, я делаю рассказ из куска фанеры шириной 2 дюйма. Укладываю на верхнюю плиту торцевой стены и размечаю стропильный прогон, толщину стены (под срез седла) и карнизный свес. Прелесть палочки для историй в том, что я могу иметь все начальные размеры, необходимые для каркаса крыши, в одном месте. Затем я могу взять палочку с сюжетом на монтажную станцию и использовать ее, чтобы сделать все монтажные работы, не тратя время на беготню туда-сюда.

Второй инструмент представляет собой таблицу множителей, которые дают отношение гипотенузы к длине крыши для заданных скатов крыши (врезка вверху). Одна колонна предназначена для рядовых стропил, а другая – для вальмовых. Другими словами, таблица служит моей шпаргалкой для определения длины стропил. Множитель, умноженный на прогон, и есть длина стропила. Я пишу эту таблицу в своем рабочем блокноте, но вы также можете найти эти значения в любой хорошей книге по каркасу крыш.

Если вы находитесь на крыше, которая находится между двумя значениями в таблице, скажем, с уклоном крыши 6 1/2 на 12, вы можете прибегнуть к уравнению a2+b2=c2.

Совет: если математика вам не по душе, попробуйте придумать уравнение на простом языке; т. е. само время прогона плюс само время подъема — это квадрат длины стропила.

Посмотрите на крышу в плане

Разметка вальмовых стропил — одна из тех ситуаций, когда трехмерное изображение не так четко, как двухмерный чертеж. Если посмотреть на крышу в плане, то можно увидеть, что вальмовый прогон является гипотенузой простого треугольника 90° с равными сторонами (черт. стр. 89).).

С помощью угольника выложите обе стороны вальмового стропила на пластине. Установите точку A, где линия компоновки встречается с внутренним краем верхней пластины. Измерьте от точки А до разметки ближайшего царга-ряда. Используйте это измерение для расчета сначала прогона, а затем длины вальмового стропила.

Получив длину вальмового стропила, вернитесь к трехмерному мышлению. Только что рассчитанная длина стропила представляет собой линию вдоль нижнего края доски от короткой точки двойного скоса до короткой точки посадочного среза. Для этой крыши я проработал срез седла и хвост так же, как и обычные стропила, за исключением того, что вместо того, чтобы удлинить срез седла достаточно далеко, чтобы очистить верхнюю пластину, я надрезал угол двойной верхней пластины, чтобы получить чистый подходят и для укрепления хвоста вальмового стропила.

Нарожные стропила имеют общий шаг стропила

Чтобы планировка была простой и 16 дюймов по центру, я сохраняю компоновку боковых стен и использую планку для создания зеркального отражения на торцевых стенах. Этот метод добавит некоторую избыточность, но важно, чтобы каждая пара нарожных стропил сходилась в одном и том же месте на вальмовом стропиле.

На виде сверху видно, что расстояние от короткой точки посадочного среза вальмового стропила (точка А) до метки расположения нарожных стропил также является длиной нарожного стропила до короткой точки косого среза.

Используйте множитель обычных стропил, чтобы рассчитать длину нарожных стропил, и разложите срезы и хвостовики точно так же, как вы рассчитали обычные стропила. Затем делается отвесный срез с помощью пилы, установленной под углом 45°, создавая скошенный срез нарожного стропила.

Найдите шесть основных стропил

Нахождение пролета обычных стропил позволяет определить местонахождение шести основных стропил и определяет длину конька. Если смотреть в плане, то два главных стропила и две наружные стены определяют квадрат в каждом углу здания. В конечном итоге вальмовое стропило разделит каждый квадрат пополам по диагонали, создав два прямоугольных треугольника.

Для минимизации ошибок используйте ленту, а не ленту.

На верхней пластине торцевой стены отметьте центральную линию. Затем отмерьте половину толщины конька (в данном случае 3⁄4 дюйма) и отметьте первую линию компоновки главного стропила.
Совместите конец палочки истории с только что сделанной линией раскладки «король-общий». На другом конце сюжетной палочки отметьте внутреннюю сторону боковины. Это обычный стропильный прогон. Также отметьте внешнюю сторону стены и свес карниза. Вы будете использовать это позже, чтобы вычислить длину хвоста.
Переверните планку на боковую стенку и отметьте стропильный прогон от внутреннего угла верхней пластины. Это вторая линия раскладки король-общий.
Повторите эти шаги в трех оставшихся углах. Это определит местонахождение конца конька и основных стропил.

Используйте множитель, чтобы найти общую длину стропила

Есть много способов найти длину стропила, но в основном вам нужно взять длину стропила и преобразовать ее в длину стропила. Вы можете использовать теорему Пифагора, или вы можете использовать ярлык в таблице множителей. Чтобы использовать множитель, нужно знать пробег и уклон крыши.

Измерьте длину рядового стропила на своей рейке. Найдите в таблице ниже множитель, соответствующий уклону крыши. Умножьте время выполнения на множитель, чтобы получить длину стропила.
Измерьте длину стропила по нижнему краю стропила. В моем подходе длина стропила — это расстояние от короткой точки конькового пропила до короткой точки посадочного пропила.

Фигурное вальмовое стропило, затем длина

Вальмовое стропило немного отличается от обычного стропила: оно имеет меньший шаг, двойной скос конька, более длинный прогон и, как правило, более длинный посадочный срез. Сначала найдите прогон, а затем используйте множитель вальмового стропила, чтобы получить длину стропила и длину хвоста.

Отметьте расположение вальмовых стропил на верхней пластине. Установите точку А, где линия раскладки вальмовых стропил пересекает внутреннюю часть верхней пластины. Отмерьте обратно до ближайшего общего короля (это линия макета, которую вы уже сделали с помощью палочки для историй). Умножьте это расстояние на квадратный корень из 2 (1,414), чтобы получить прогон вальмового стропила.
Умножьте длину вальмового стропила на множитель, чтобы получить длину вальмового стропила.
Чтобы разметить хвост вальмового стропила, умножьте уже рассчитанный угол хвоста обычного стропила на квадратный корень из 2 (1,414). Затем используйте множитель, чтобы получить длину хвоста вальмового стропила, измеренную от короткой точки спила седла до короткой точки спила хвоста с двойным скосом.

Найдите прогон нарожных стропил, затем получите длину с помощью множителя обычных стропил

Разложите нарожные стропила на верхней пластине. Мне нравится накладывать их на шпильки боковой стены, а затем переносить тот же макет на торцевую стену с помощью палочки для историй. Найдите прогон нарожных стропил, измеряя расстояние от точки А до метки расположения нарожных стропил. Это измерение равно длине нарожного стропила.
Умножьте длину нарожника на множитель обычного стропила, чтобы получить длину нарожника (от короткой точки скоса до короткой точки посадочного среза). Обрежьте хвост точно так же, как обычные стропильные хвосты.

Используйте приспособление для разметки и обрезки стропил

Совет: Прикрепите Speed Square к стропилу так, чтобы можно было зацепить ленту в короткой точке вертикального пропила.
После того, как вы сняли все размеры и записали их на планке, вы готовы резать обычные стропила, вальмовые
стропила и нарожные стропила. Сделайте шаблон для макета и направляющую для резки из куска фанеры с квадратным заводским углом. Для обычного стропила просто удвойте шаг крыши в дюймах. Для крыши 6 из 12 отметьте 12 дюймов с одной стороны для подъема и 24 дюйма с 9 сторон.0003
другой край для выполнения. Соедините метки, чтобы завершить треугольник. После вырезания фанеры прикрепите к длинной стороне ограждение 1×2. Когда вы закончите приспособление, напишите на нем множитель красным цветом. Для зажимного приспособления для вальмовых стропил подъем составляет 6 дюймов, а длина — 17 дюймов. Вместо удвоения подъема и уклона для зажимного приспособления для вальмовых стропил умножьте их на 1,5, что упрощает работу с приспособлением.
Совет: остановите направляющую ближе к краю фанеры приспособления. Таким образом, пила может очищаться, когда вы используете кондуктор в качестве направляющей пилы для вертикальных пропилов.
Метрическая система против английской

Пиломатериалы измеряются и продаются по английской системе, поэтому в большинстве случаев имеет смысл строить с английской рулеткой. Однако, когда я работаю над проектом, связанным со сложной математикой, мне нравится использовать метрическую систему, потому что ее легче складывать, вычитать и умножать. Когда я впервые начал использовать метрическую рулетку, я думал, что будет период адаптации. Но не было: большинство из нас привыкло смотреть на единицы, разделенные на 10 равных приращений, как градусная шкала на торцовочной пиле. Метрические ленты продаются в большинстве хозяйственных магазинов или в Интернете.
Фотографии Джона Кэрролла, Кристы С. Доерфлер и Билла Филлипса; чертежи Тоби Уэллса.
Каркас крыши из деревянных конструкций
Разрушения каркаса вальмовых крыш с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках
Введение
Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений имеет важное значение для обеспечения безопасности жильцов, сведения к минимуму ущерба внутреннему содержанию и уменьшения финансового бремени для населения и страховых компаний провайдеры. На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых режимов отказа в жилых строениях. Они в первую очередь связаны с системами облицовки кровли и стен, а также с вертикальной траекторией нагрузки между конструктивными элементами (van de Lindt et al. , 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Обрушения крыш жилых домов, а именно отказ соединений крыши со стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, широко изучались из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений. Плотность домов по отношению к другим строениям в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с аварийностью жилья. Например, в Оклахоме с 1989, две трети из застрахованных убытков от торнадо в размере 32 миллиардов долларов связаны с жилыми строениями (Simmons et al., 2015).
Работа по смягчению повреждений деревянных каркасных жилых крыш важна, потому что потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за проливных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, зарегистрированные во время исследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказа в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов позволяют предположить, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет усовершенствованных подходов к проектированию и инновационных решений.
Стандартизированным методом оценки скорости ветра во время торнадо является расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку непосредственное измерение скорости ветра во время торнадо, как правило, невозможно (Kopp et al., 2012). Текущая версия шкалы EF (Центр ветровой науки и техники, 2006 г.) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами повреждений (DI). Для каждого DI шкала EF использует понятие степени повреждения (DOD). DOD описывают последовательные способы повреждения, которые обычно наблюдаются для конкретных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон предполагаемых скоростей ветра, необходимых для причинения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006 г. ; Мехта, 2013 г.). Их можно соотнести со скоростью ветра по шкале EF для оценки интенсивности торнадо от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для домов на одну и две семьи (FR12). DOD FR12, которые имеют отношение к обрушению крыши, — это DOD-4 и DOD-6, которые описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, поскольку он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.
Таблица 1 . Описания степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для режимов отказа, представляющих интерес в индикаторе повреждения жилых домов на одну и две семьи (FR12).
На рис. 1 показан пример типичного отказа оболочки, а на рис. 2 — отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений крыш сосредоточено на этих двух видах разрушения. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения крыши по шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные виды крупных обрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничено исследованиями, посвященными отказам RTWC. DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 мили в час (таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Центр науки и техники ветра, 2006). ДОД-4 возникает при меньших скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними вальмовыми крышами аналогичной конструкции. На самом деле, в списке FR12 канадской шкалы EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровой крышей можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6. Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 обусловлена неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница обусловлена усовершенствованной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего изучения, как указали Гавански и Копп (2017).
Рисунок 1 . Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).
Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).
Жилые крыши могут быть сконструированы с различными формами и уклонами. Многие из них включают слуховые окна или другие неровности, закрывающие дома неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных в деревянном каркасном строительстве, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и вальмовые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 19). 92). Общеизвестно, что вальмовые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости Kopp et al. (2016), а также Гавански и Копп (2017) даже предположили, что единый DI для жилых построек по шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в расчетной скорости ветра для различных форм крыши, хотя это не было определено количественно. в обследованиях повреждений.
В нескольких предыдущих исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), а в некоторых более поздних работах непосредственно исследуется поведение вальмовой крыши в отношении характеристик обшивки крыши (DOD-4) и RTWC (DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Мичем и др. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе, чтобы улучшить техническое понимание характеристик вальмовой крыши, и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в деревянных каркасных крышах. Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и вальмовой крыш, общий подъем крыши и опрокидывающие моменты оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия не является единственной причиной улучшения характеристик вальмовых крыш.
Результаты Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса вальмовой крыши относительно распределения подъемной силы обеспечивает дополнительную устойчивость. Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. Кроме того, вальмовые кровли имеют РПЦ по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются с каркасом только по двум противоположным стенам. Обычно считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки внутри вальмовых крыш эти факторы делают вальмовые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям из-за распространенных видов разрушения крыши. Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).
Один из вопросов, возникающих в связи с высокими скоростями ветра, полученными при анализе хрупкости конкретных режимов отказа, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в вальмовых крышах. Другими словами, вместо разрушения RTWC структура выйдет из строя по-другому? Целью данной статьи является изучение возможных дополнительных неизученных режимов отказа и, если они возможны, понимание условий, необходимых для их возникновения. В данной статье представлены анализ и результаты двумерных численных моделей для ферменных и каркасно-вальмовых крыш для изучения этого вопроса. Анализ результатов опроса также используется для подтверждения гипотезы о том, что в вальмовых крышах достаточно распространены другие виды отказов.
Анализ повреждений
Данные о недавних событиях в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо Мур, Оклахома, 2013 г. (EF5) и торнадо Таскалуса, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) 2011 г. Они были предоставлены авторам д-ром , Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, изучая пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их сообщения об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных содержит тысячи изображений повреждений домов, начиная от потери обшивки и заканчивая полным разрушением.
Торнадо в Муре, штат Оклахома, было определено как явление EF5, с повреждениями от EF0 до EF5, наблюдаемыми на пути торнадо. В результате этого события погибли 24 человека, а экономический ущерб, по оценкам, составил до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0–EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и можно выделить множество стадий развития повреждения. Обследование, проведенное после этого события, послужило основой для последующих исследований, включая выявление новых методов улучшенного обследования повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенного лабораторного моделирования торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительных нормах и правилах Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования по снижению ущерба до уровня DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).
Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения природы обрушения шатровой крыши. В данных выявлено много случаев частичного обрушения вальмовой крыши. Как и результаты анализа хрупкости в Kopp et al. (2016), наблюдаемые разрушения вызывают дополнительные вопросы относительно вероятности и условий, при которых могут произойти частичные разрушения вальмовой крыши. Отдельные примеры наблюдаемых отказов Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.
Рисунок 3 . Обрушение вальмовой крыши в Муре, штат Оклахома, после торнадо EF5 21 мая 2013 г. (A) Обрушение передней поверхности соседних вальмовых крыш с решетчатым каркасом. (B) Разрушение передней поверхности вальмовой крыши с каркасной рамой, при этом виден неповрежденный каркас противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой/двускатной крыши (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).
На рис. 3А показаны соседние дома с вальмовой крышей, у которых наблюдаются аналогичные дефекты передней поверхности крыши. RTWC кажутся неповрежденными по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. В правой части фотографии оставшаяся часть крыши провисла, что еще раз указывает на то, что основной каркас вышел из строя. Дома, показанные на рис. 3А, располагались вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома. Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6 40%, по-видимому, разрушились из-за аналогичных частичных отказов. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя в местах соединения гвоздями между элементами, так как сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо в Джоплине, штат Миссури.
На рис. 3В показано разрушение, аналогичное обрушению на рис. 3А, но с гораздо более крутой крышей. RTWC кажутся неповрежденными, и видна большая открытая полость, где были удалены элементы каркаса и обшивка. Как и на рис. 3А, очевидно, что эта крыша не пострадала исключительно от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как каркасная конструкция, а не та, которая содержала сборные фермы. Судя по имеющимся данным, во многих неудавшихся вальмовых крышах использовался каркас из стержней.
На рис. 3C показано частичное разрушение комбинированной вальмовой/двускатной крыши. Этот отказ уникален среди тех, что показаны на рисунках 3A, B, потому что отказ материала деревянных элементов очевиден. РТК выглядят целыми, нижняя часть кровли утратила только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, кроме обшивки, с левой. В районе пика крыши рама вышла из строя с обеих сторон. Эта конструкция, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или иным образом усилены с помощью прибитых деревянных пластин.
При осмотре повреждений, показанных на рисунке 3, и аналогичных повреждений на имеющихся фотографиях становится очевидным, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся виды разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с соседними конструкциями на основе данных было определено, что в некоторых вальмовых крышах при скорости ветра EF2 могут преобладать отказы каркаса, а не отказы RTWC или потери обшивки. Также отмечается, что конструкция крыши может иметь важное значение. Наблюдаемые отказы стержневой рамы особенно наводят на мысль о том, что характеристики крыш с стержневой рамой следует отличать от характеристик ферменных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.
Статистический анализ возникновения отказов
Для полного анализа возникновения частичных отказов каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в пределах диапазонов DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые отказы с обшивкой , RTWC или каркас крыши. Сортировка данных по районам дает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всей дорожкой повреждений события. Как уже упоминалось, данные опроса, предоставленные Университетом Флориды, включают базу данных фотографий. Также предоставляется список всех фотографий, которые использовались для оценки события, включая долготу, широту и оценку по шкале EF в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены булавками с цветовой кодировкой для представления ранжирования по шкале EF. Образец полученной карты показан на рисунке 4. На этой карте показаны две области, проанализированные для получения предварительной статистики, представленной здесь. Эти районы были расположены на западном конце пути повреждения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скорости ветра DOD-4 и DOD-6 для жилых крыш. На рисунке рейтинги EF1, EF2 и EF3 представлены желтыми, оранжевыми и красными булавками соответственно.
Рисунок 4 . Западный конец пути повреждения торнадо после торнадо 22 мая 2011 г. в Джоплине, штат Миссури; нынешние регионы исследования выделены белым цветом.
Анализируются две исследуемые области, обведенные белым цветом на рис. 4, и оценивается возникновение различных режимов отказа. Были проверены фотографии повреждений в отмеченных местах, и отмечен предполагаемый вид отказа. При этом проходе данных каждое отдельное жилое помещение оценивалось на предмет того, было ли повреждение связано с RTWC, обшивкой или отказом каркаса. Помимо повреждения крыши, включены разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов. Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изучаемых крыш. Обнаружено, что в области 1 в левой части рисунка 4 находятся дома, которые казались более новыми, большинство из них с крутыми шатровыми крышами и большими основаниями. Дома в Районе 2 в основном кажутся старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.
Результаты статистического анализа представлены в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующими повреждениями разрушились из-за частичного разрушения каркаса, а 35% имели признаки разрушения RTWC. На рис. 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых по всему району, а аэрофотоснимок показывает, как обрушение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях самые большие поверхности крыши были удалены, а части конструкции, закрывающие меньшие помещения, остались на месте. Многие из этих построек также имели каркасную конструкцию.
Таблица 2 . Возникновение режимов обрушения крыши жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.
Рисунок 5 . Пример типичного обрушения вальмовой крыши в регионе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного обрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).
Возникновение типов отказов в регионе 2 отличается от такового в регионе 1; распределение обрушений кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно считать серьезными обрушениями кровли, т. е. подпадающими под категорию DOD-6. В Регионе 2 у 33 % были обнаружены частичные отказы каркаса, а у 37 и 30 % — отказы RTWC и обшивки соответственно. Чтобы понять прогрессирование повреждения, дома, в которых обрушилась стена, учитываются на основе наблюдаемого типа разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 в 10% домов произошли частичные обрушения каркаса крыши и обрушение стен, а в 8% — разрушение RTWC и обрушение стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стены и крыши требует дальнейшего изучения для выявления причинных последствий каждого режима разрушения крыши.
Смещение частоты возникновения определенных режимов отказа между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако отмечается, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели более низкий скат крыш. Хотя это наблюдение может свидетельствовать о том, что наклон крыши способствует возникновению отказов каркаса, неясно, какие другие факторы могли оказать дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничений в старых домах могло привести к частым обрушениям стен. В примере, показанном на рис. 6, произошло частичное разрушение каркаса крыши. Однако этот отказ мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине обрушившейся крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, сыграли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные обрушения происходят, по крайней мере, так же часто, как и другие виды обрушения кровли. Требуется дополнительная работа, чтобы получить полный набор статистических данных об этих отказах и лучше определить региональные условия, которые могут способствовать их возникновению.
Рисунок 6 . Частичное разрушение шатровой крыши в области 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).
Аналитический метод
Подход и допущения
Разработан и проверен метод численного моделирования для анализа влияния внутренних нагрузок и прочностных характеристик компонентов деревянного каркаса крыши при воздействии ветра. После разработки модели для получения усилий на стержнях рассчитываются грузоподъемности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединяются с оценочными значениями пропускной способности элемента. Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме отношения относительной потребности к мощности (D/C) и определить возможные места уязвимости. В настоящей работе термин «элемент» относится как к элементам деревянного каркаса, так и к соединениям между ними. Оба типа элементов содержат звенья на пути вертикальной нагрузки, и потенциальные отказы могут возникнуть в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Stevenson (2017).
Различия между методами строительства крыш, такими как ферменный каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса для каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с возможностями RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми режимами отказа при хорошо установленных скоростях ветра (т. е. DOD-6). Допущение надлежащей конструкции в анализе позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если будет обнаружено, что отказ будет вероятным. В противном случае выводы подтвердят неправильное строительство в домах с наблюдаемыми дефектами.
Анализ потребности и пропускной способности ферменных и каркасных секций крыши
Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить и сравнить воздействие нагрузки, вызванной подъемом ветра на элементы каркаса, и сравнить их с элементами способности сопротивляться этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные режимы отказа. Опубликованная литература содержит подробную информацию о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и конструкциях из стержневой рамы. Чтобы получить сопоставимые результаты и использовать согласованные методы для различных типов конструкций, анализ всех конструкций для настоящего исследования ограничен линейным диапазоном поведения материала. Элементы, которые могут выйти из строя первыми, идентифицируются на основе относительных линейных отношений D/C. Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.
Для наблюдения за влиянием линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши силы элементов получаются с помощью моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты каркасных крыш моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, а результирующие осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу. Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Stevenson (2017).
Конструкции вальмовой крыши, использованные в анализе
В деревянном каркасном строительстве в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (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, для определения размеров элементов, расстояния и требований к крепежу. В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.
Предписываемый проект охватывает как каркасные, так и ферменные крыши, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляются с инструкциями по уходу, обращению и установке. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), проектируются на основе распределения дополнительной нагрузки компаниями, специализирующимися на их производстве. Они становятся преобладающей формой строительства новых жилых крыш, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Тем не менее, стержневой каркас все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из стержневого каркаса. В настоящем исследовании необходимо рассмотреть как ферменные, так и каркасные конструкции, поскольку по имеющимся данным обследования оба типа крыш не выдерживают испытаний.
Двумерный анализ D/C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на фермах, используемых в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Henderson et al. (2013). На рис. 7 показана конструкция фермы. показана только половина фермы из-за симметрии. После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с каркасом из стержней, чтобы соответствовать профилю и геометрии плана ферменной крыши из Henderson et al. (2013), чтобы обеспечить точку сравнения.
Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с помеченными узлами и элементами.
Для каркасной крыши раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010 г.) используется для определения соответствующего размещения элементов и требований к размерам, в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке. . Полученная конструкция показана на рис. 8 с размерами элементов и расстоянием между ними. Расположение элементов каркасных крыш приводит к распределению нагрузки между поверхностями и отдельными элементами крыши. Вальмовое стропило передает нагрузки между элементами на соседних поверхностях крыши, а обшивка играет роль в воздействии системы между элементами на одной поверхности. Из-за такой компоновки невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было эффективно сделано для ферменной крыши. Вместо этого настоящий анализ крыши с каркасом из стержней упрощается путем изучения одного типичного нарожного стропила. После осмотра считается, что стропила, расположенные ближе всего к центру крыши, подвергаются наибольшему спросу в условиях давления крыши из-за самых длинных неподдерживаемых пролетов. Ожидается, что центральные нарожные стропила будут испытывать самые высокие моменты и сдвигающие внутренние силы, а их соединения должны будут выдерживать самые большие опорные реакции. Лица крыши идентичны, поэтому выбрано нарожное стропило, показанное на рис. 9., представляет собой четыре различных нарожных стропила на крыше.
Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой вальмовой крыши из стержневого каркаса.
Рисунок 9 . Иллюстрация нарожного стропила, выбранного для анализа стержневой рамы.
Численное моделирование вальмовых крыш с деревянным каркасом
Стратегия разработки модели в этом исследовании заключается в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного аналога упрощенной модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное воздействие нагрузки на каждый элемент фермы. Этот подход был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая мощность каждого элемента с его наихудшим возможным сценарием нагрузки, можно определить все уязвимые элементы, не тратя вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточного количества данных, чтобы сделать возможным нелинейное моделирование. Еще одним преимуществом использования максимальных сил является то, что он может выявить критические условия, которые возможны, но не учитывались ранее.
Максимальный спрос на каркас фермы достигается при комбинации двух аналогов модели. В одной из моделей используются все шарнирные соединения, а в другой — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы стенки моделируются вдоль их центроидов. Для случая фермы результаты стержней и совместных усилий извлекаются из обеих моделей и обрабатываются, чтобы обеспечить максимальные значения требований к элементам фермы. Максимальный спрос на стропила с каркасной рамой также получен из двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой с жесткими опорами. В случае стержневой рамы анализ одиночного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы можно было смоделировать выбранное стропило с шарнирным и жестким соединением на опорах, и можно было получить результаты максимальной силы в обоих случаях, аналогично методу, используемому при анализе фермы.
Анализ D/C выполняется с использованием результатов спроса для моделей фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта/дюйм (0,57 Н/мм). Подъемная сила ветра моделируется как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Институт проектирования конструкций, 2010 г.) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км/ч). В ходе предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D/C для RTWC равно 1. Считается, что это представляет подъемную силу, при которой ожидается разрушение первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее скорости 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате чего получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).
Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 мили в час не соответствует скорости ветра торнадо и требует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек. Тем не менее, некоторые наблюдения могут быть сделаны из литературы, основанной на этом результате. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения пальцев ног при реальной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также расчетными скоростями ветра компонентов и облицовки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в таблице 5 Моррисона и Коппа, в которых не учитывается распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетная скорость ветра в Morrison and Kopp (2011) увеличивается.
Применяемая скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная Kopp et al. (2016) и Гавански и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в шатровой крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км/ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра. Важно напомнить, что настоящее двумерное исследование сосредоточено на относительных уязвимостях каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками Моррисона и Коппа ASCE 7-05 подтверждает точность методологии.
Расчет мощности
Минимальная мощность каждого элемента в моделях рассчитывается для сравнения с максимальной потребностью в анализе D/C. В фермах вальмовой крыши Хендерсона и др. (Henderson et al., 2013) использовались пиломатериалы SPF № 2, соединенные стропильными пластинами MiTek MII-20. Были получены листы данных прочности плиты, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям плиты фермы (Институт исследований в области строительства, 2009 г. ), которые используются в расчетах несущей способности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки. В этом исследовании для расчетов пропускной способности соединений в этом исследовании используются спецификации Института ферменных плит Канады (2014 г.) для ферм MPC в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) для мощности момента соединения.
Расчеты несущей способности соединения включают определение несущей способности стального листа, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт анкерных плит, 2007 г.; Канадский институт анкерных плит, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения гвоздями двух опорных элементов оцениваются на основе нефакторизованных расчетных значений и уравнений из Канадского справочника по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010). В зависимости от направления нагрузки расчеты требуемой несущей способности включают сопротивление выдергиванию гвоздя и боковое сопротивление.
Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе D/C. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает коэффициенты устойчивости, но обсуждение и результаты испытаний их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом присущего коэффициента безопасности 1,5. Этот фактор безопасности удален в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и статьи, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности предоставлены Stevenson (2017). Для справки: на рис. 7 показаны соединения и элементы фермы, обозначенные в соответствии с принятыми при расчете правилами, а на рис. 9показывает это для смоделированного нарожника.
Результаты спроса и мощности
Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности представлены Stevenson (2017). В настоящей статье крайние отношения D/C для каждого элемента моделей ферм и стропил показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D/C ближе всего к 1, — выделены полужирным шрифтом. Соединения со значениями D/C «Н/Д» либо испытывают сжатие в результатах моделирования, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не через соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как видно, отношения D/C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.
Таблица 3 . Отношение потребности к мощности (D / C) и определяющий режим отказа для смоделированной фермы с подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).
Таблица 4 . Отношения стержня и совместной нагрузки к грузоподъемности (D/C) для смоделированной секции стержневой рамы с подъемной силой 2,17 фунта/дюйм (0,38 Н/мм).
Рисунок 10 . Схема расположения отказов в ферме, основанная на результатах анализа зависимости от мощности (D/C).
Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с гвоздями имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40%, с отношением D/C, равным 0,9.81 по сравнению со следующим самым высоким коэффициентом 0,695 в элементе верхнего пояса в стыке 3. Возможные изменения в пути нагрузки, грузоподъемности элементов, геометрии фермы и допусках могут привести к сдвигам в любом из соотношений D/C; однако, поскольку анализ основан на экстремальных значениях спроса на элементы каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D/C приведут к изменениям настоящего вывода. Ожидается, что RTWC с гвоздями почти всегда будут выходить из строя первыми в случае плоской фермы. Однако этот вывод неверен в случае, когда на RTWC используются ураганные лямки. В этом случае отношение D/C ураганного ремешка RTWC составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,69. 5 ст/с в верхнем хорде. Применение даже самого простого ремня для защиты от урагана может привести к отказу компонентов каркаса фермы.
При том же ветровом подъеме, что и ферма, результаты показывают, что нарожное стропило также наиболее уязвимо в месте RTWC с гвоздями. Анализ стержневой рамы не включает грузоподъемность RTWC с ураганными ремнями. Однако ожидается, что введение ремней в RTWC приведет к отказу в стыке 1, поскольку в этом месте относительно высокое отношение D/C. Следующее самое слабое соединение, в стыке 2, состоит из семи гвоздей, соединяющих стропила с потолочной балкой. Он имеет гораздо более высокую мощность около 5000 Н.
Результаты анализа стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают распространенное мнение о том, что RTWC с гвоздями, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом скате. Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обоих случаях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможным возникновение других отказов. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки строительства, ухудшающие характеристики элементов и устаревшие стандарты проектирования, в соответствии с которыми были построены старые каркасные дома.
Ограничения
Настоящий статистический анализ и анализ D/C успешно подтверждают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предлагают некоторые условия, которые могут влиять на режим, при котором деревянная каркасная вальмовая крыша может разрушиться. . Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы детально понять проблему отказов каркаса, необходимо разработать трехмерные модели, учитывающие распределение нагрузки и влияние обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, которая могла бы помочь в моделировании соединений металлических пластин и каркасных конструкций, было сочтено нерентабельным использование подробных трехмерных моделей в текущем исследовании.
Дополнительная работа должна также оценить возможные различия, которые существуют в компонентах спроса и мощности текущих результатов. На уровне элемента существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурацией соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных элементах, предоставляемых разными производителями. В более широком масштабе методы проектирования различаются в зависимости от региона, компании и даже отдельных инженеров, а строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность строительных ошибок и различий в конструкции может быть высокой. Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо того, что они считаются теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также шкалы EF.
Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов стержневой рамы
Разрушения каркаса вальмовой крыши, описанные в этом документе, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимости каркаса. Результаты анализа D/C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с каркасом из стержней; однако прогресс разрушения больших секций кровли четко не определен. При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Муре, штат Оклахома, (Graettinger et al., 2014) был отмечен дополнительный вид отказа, связанный со случаем стержневой рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию внешнего каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных распределением нагрузки в конструкциях из стержневого каркаса.
На рис. 11 видно, что произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших участков крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидным, что потолочные балки и потолок под ними целы. Были сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная к ним обшивка. Основываясь на результатах D/C-анализа для случая стержневой рамы, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилами и потолочной балкой. RTWC и соединение вдоль конька крыши при анализе кажутся гораздо более уязвимыми по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные поломки могли произойти из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилами и балкой на верхней плите стены или быть инициированы разрушением верхнего стыка стропил. Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему, каскадному разрушению смежных соединений, что привело к удалению всех лицевых поверхностей крыши после начала разрушения в одной точке.
Рисунок 11 . Примеры частичного обрушения стержневой рамы, обрушения вальмовой крыши с неповрежденными потолочными балками. (A) Полное удаление внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких поверхностей крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).
Как уже упоминалось, анализ D/C для каркаса из стержней не предсказал, что соединение стропила со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с потолочной балкой. Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего отношение D/C равно 0,2. При ближайшем рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты гвозди; однако не похоже, чтобы было больше нескольких гвоздей. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы в соответствии с теми же кодами, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.
Неисправности, показанные на рис. 11, и многие другие подобные неисправности интересны тем, что они объективно относятся к DOD-6 для жилых крыш; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для каркасных конструкций.
Заключение
Наблюдения за обследованием повреждений и статистические оценки, представленные здесь, расширяют существующее понимание обрушения крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный вид разрушения, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши. Статистика наблюдаемых повреждений в выборочных районах из Мура, штат Оклахома, и Джоплина, штат Мичиган, показала, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные режимы разрушения RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как обычно считается, что дома с шатровой крышей более устойчивы к ветровым повреждениям, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными разрушениями каркаса показывают, что шатровая крыша может быть более уязвимой, чем предполагалось ранее.
Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего изучения поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши. Оцениваются как фермы, так и каркасные конструкции, чтобы обеспечить сравнительное исследование двух методов строительства. Результаты двумерного D/C-анализа для случаев с фермами и стержневой рамой были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы о разрушении крыши, происходящем внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования с огибающей нагрузки и анализ D / C продемонстрировали возможность определения мест уязвимости как в ферменных, так и в стержневых секциях крыши при подъеме ветра. Наблюдательные и численные исследования позволили сделать следующие основные выводы:
• В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1–EF3 пострадали от частичного обрушения каркаса крыши.
• Тип конструкции может иметь важное значение для типа обрушения крыши дома. В районах, в которых 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного обрушения каркаса крыши, дома оказались более новой, каркасной конструкции с большой площадью основания и крутыми крышами. В другом районе, где было 33% частичных разрушений, были дома, которые казались более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны с ударами обломков.
• В наблюдаемых крышах с крутым уклоном следует отметить, что многие из наблюдаемых разрушений произошли асимметричным образом, т. е. одна из больших граней крыши рухнула, а противоположная осталась неповрежденной. В отличие от смоделированной кровли, которая в настоящем анализе подвергается равномерному подъемному давлению, крыши с более крутыми скатами, скорее всего, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренную и подветренную стороны. Влияние изменения наклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет дополнительно изучено, в дополнение к изменчивости прочности и жесткости материала, на более поздних этапах этого исследования.
• Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки каркасных крыш. Эти неисправности предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с каркасной решеткой, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к потолочным балкам и стенам под ними. Потеря внешней оболочки крыши из-за этого вида отказа при осмотре будет классифицироваться как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые необходимы для отказа RTWC, как показано в текущем анализе D/C. Этот вид отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.
• Когда используются RTWC с гвоздями, фермы MPC при равномерном поднятии, скорее всего, не выйдут из строя RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка. При поставке ураганных лямок начало разрушения может сместиться на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы отказа в конструкции фермы связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, стыки верхнего пояса (соединение 3) и элемент горизонтального верхнего пояса (TC2) в смоделированной ферме оказались относительно уязвимыми, с отношением D/C 0,70 и 0,66 соответственно, в то время как отношение D/C с гвоздями RTWC был равен 1. Требование, связанное с моментом в элементах верхнего пояса, усиливается растягивающими осевыми силами, наведенными на эти элементы в результате типичного поведения фермы.
• В случае анализа стержневой рамы также было обнаружено, что RTWC с когтями на пальцах ног являются наиболее уязвимым компонентом в двухмерном анализе. Соотношение D/C для RTWC со стержневой рамой составляет 1,129 при том же подъеме, что и для фермы. Тем не менее, верхний стропильный стык также имеет относительно высокое отношение D/C, равное 0,66. Изучение фотографий с обзором повреждений показало, что разрушенные каркасные крыши могли иметь менее прочные соединения, чем это требовалось в проекте.
• Сравнение двухмерных расчетов для ферм и стержневых каркасов показывает, что стержневые крыши содержат более уязвимые элементы. При эквивалентном ветровом подъеме D/C фермы RTWC составляет 0,9.8, в то время как RTWC нарожного стропила составляет 1,12. Это ожидаемо; однако эффект распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.
Вклад авторов
SS является доктором философии. студентка под совместным руководством Г.К. и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной для магистерской диссертации SS. Гипотеза и подход к работе были разработаны совместно авторами. SS выполнил все анализы, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для представления под непосредственным руководством GK и AA. GK и AA посоветовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, обеспечивая надлежащее расследование и решение вопросов, связанных с точностью или целостностью любой части работы.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Эта работа финансировалась Советом по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Постоянная поддержка со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Пола Ковача (ICLR) выражается с благодарностью. Авторы также признательны Drs. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руэшу (Университет Оберн) за предоставление данных обследования повреждений, ценных предложений и соответствующей литературы, а также Национальному научному фонду (NSF) за финансовую поддержку полевых исследований, приведших к возникновению их повреждений. данные опроса. Вышеупомянутые исследования повреждений были поддержаны исследовательским грантом NSF 11509.75 и программа грантов NSF RAPID.
Ссылки
Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. В. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для жилых деревянных каркасных конструкций с использованием подхода хрупкости. Дж. Структура. англ. 140. doi: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000914
CrossRef Full Text | Google Scholar
Канадская ипотечная и жилищная корпорация. (2014). Строительство деревянных каркасных домов в Канаде , 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
Canadian Wood Council/Canadian Standards Association. (2010). Руководство по проектированию деревянных конструкций: полный справочник по проектированию деревянных конструкций в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по дереву.
Google Scholar
Окружающая среда Канады. (2013). Окружающая среда и изменение климата Канады: расширенная шкала Fujita . Доступно по адресу: https://ec.gc.ca/meteo-weather/default.asp?lang=En&n=41E875DA-1
Google Scholar
Гавански, Э. , и Копп, Г. А. (2017). Оценка хрупкости отказов соединения крыши со стеной деревянных каркасных домов при сильном ветре. J. Риск неопределенности Eng. Сист. 3. doi:10.1061/AJRUA6.0000916
CrossRef Full Text | 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 Мур, штат Оклахома, 20 мая 2013 г. . Таскалуса, Алабама: Университет Алабамы.
Google Scholar
Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. и Копп Г. А. (2013). Реакция узловых соединений крыши к стене на экстремальные ветровые нагрузки в полномасштабной деревянно-каркасной вальмовой крыше. англ. Структура 56, 1474–1483. doi:10.1016/j.engstruct.2013.07.001
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Институт исследований в области строительства. (2009 г.). 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 Ангус (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. Дж. Гражданский инж. 44, 37–47. doi:10.1139/cjce-2016-0232
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Копп, Г. А., Моррисон, М. Дж., и Хендерсон, Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов с реалистичными ветровыми нагрузками. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 104–106, 25–39. doi:10.1016/j.jweia.2012.01.004
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Льюис С. Л., Мейсон Н. Р., Крамер С. М., Верт Д. К., О’Реган П. Дж., Петров Г. и др. (2006). «Проектирование соединений деревянных ферм с металлическими пластинами на момент», в 9-й Всемирной конференции по деревообработке (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf
Google Scholar
Мичем, Д. (1992). Улучшение характеристик вальмовых крыш при сильном ветре – тематическое исследование. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 43, 1717–1726 гг. doi:10.1016/0167-6105(92)-V
CrossRef Full Text | Google Scholar
Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровой нагрузки на вальмовые и двускатные крыши. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 38, 257–272. doi:10.1016/0167-6105(91)-Y
CrossRef Full Text | Академия Google
Мехта, KC (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. Дж. Бедствие Res. 8, 1034–1041. doi:10.20965/jdr.2013.p1034
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Моррисон М.Дж. и Копп Г.А. (2011). Эффективность соединений пальцев ног при реалистичной ветровой нагрузке. англ. Структура 33, 69–76. doi:10.1016/j.engstruct.2010.09.019
CrossRef Full Text | Google Scholar
Prevatt, D. O., Coulbourne, W., Graettinger, A.J., Pei, S., Gupta, R., and Grau, D. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Исследование структурных повреждений и аргументы в пользу строительных норм и правил , устойчивых к торнадо. Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.
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 дальнейшее направление проектирования конструкций после торнадо в Таскалузе в 2011 году . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.
Google Scholar
Рамсейер К., Флойд Р., Холлидей Л. и Росвурм С. (2014). «Влияние систем поперечной нагрузки на повреждения и живучесть жилых построек, пострадавших от торнадо Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Бостон, Массачусетс: ASCE), 1484–1507.
Google Scholar
Симмонс К.М., Ковач П. и Копп Г.А. (2015). Уменьшение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат на усовершенствованные строительные нормы и правила в Оклахоме. Погода Климат. соц. 7, 169–178. doi:10.1175/WCAS-D-14-00032.1
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Спаркс П. Р., Шифф С.Д. и Рейнхольд Т.А. (1994). Ветровое повреждение ограждающих конструкций домов и вытекающие из этого страховые убытки. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 5, 145–155. doi:10.1016/0167-6105(94)
-X
CrossRef Full Text | Google Scholar
Standohar-Alfano, CD, and van de Lindt, JW (2016). Анализ риска торнадо для повреждения крыш жилых домов с деревянным каркасом в Соединенных Штатах. Дж. Структура. англ. 142. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001353
CrossRef Full Text | Google Scholar
Стивенсон, С.А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных жилых крыш под действием ветровой нагрузки . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.
Google Scholar
Институт строительной инженерии. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.
Google Scholar
Институт ферменных плит. (2007). Национальный стандарт проектирования деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами . Александрия, Вирджиния: Американский национальный институт стандартов (ANSI).
Google Scholar
Институт ферменных плит Канады. (2014). Процедуры проектирования ферм и технические условия для деревянных ферм, соединенных легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, Онтарио: TPIC.
Google Scholar
van de Lindt, J. W., Pei, S., Dao, T., Graettinger, A., Prevatt, D. O., Gupta, R., et al. (2013). Философия проектирования торнадо на основе двух целей. Дж. Структура. англ. 139, 251–263. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000622
CrossRef Full Text | Google Scholar
Научно-технический центр ветроэнергетики. (2006). Рекомендация для усовершенствованных весов Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.
Google Scholar
Калькулятор каркаса вальмовой крыши — дюймы
Полноэкранный режим
?
Всегда показывать полное меню
Прилепленное меню
Новый Расстояние между полками Смотрите завершенные проекты!
Свяжитесь с нами
Есть идея для нового калькулятора или улучшения/дополнения к существующим?
Или нужна помощь с использованием наших калькуляторов?
Пожалуйста, дайте нам знать!
?
Создание и печать полномасштабных PDF-файлов с диаграммами на этой странице (шаблоны)
Калькулятор каркаса вальмовой крыши — с шаблонами резки угла стропила и планами компоновки — дюймы
?
От внешней стороны стены к внешней стороне стены (длинная сторона)
Длина стены
?
При использовании точного расстояния между стропилами может потребоваться регулировка центров стропил на каждом конце конька.
При текущей ширине стены эти значения длины стены работают без регулировки (одинаковое расстояние)
Опции
Толщина стропил
?
От внешней стороны стены к внешней стороне стены (короткая сторона)
Ширина стены
?
При использовании точного расстояния между стропилами может потребоваться регулировка центров стропил на каждом конце конька.
При текущей длине стены эти значения ширины стены работают без регулировки (одинаковое расстояние)
Опции
Глубина стропил
Высота стены Толщина бедер
Толщина стены Глубина бедра
?
Введите угол в градусах напрямую или выберите шаг из раскрывающихся списков для расчета и автоматического ввода угла
Угол крыши ° _11. 522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.5141415.515.51616.51717.51818.51919,52021222324 в 12 Толщина хребта
Свес (уровень) Глубина хребта
?
Включите схему с 4 отдельными сегментами крыши и размерами (плоская)
Сегменты крыши
?
Кровельные листы, заходящие за концы стропил (на угол)
Продлевать
Точное расстояние между стропилами
?
Увеличьте глубину птичьего рта, чтобы опустить края вальмы на одном уровне с обычными стропилами
Опустить бедро
?
Скошить вальмовые кромки для выравнивания с обычными стропилами
Фаска бедра
?
Точное расстояние сохраняет введенное расстояние и при необходимости корректирует 2 расстояния между крайними ребрами
Точное расстояние
?
Equal Spacing настраивается до ближайшего UNDER или равного введенному интервалу
Равный интервал
?
Включите план рабочих замеров конька, стены и отметки расстояния между ребрами
План размещения
?
Сиденье Бердсмут
?
Показать отдельные схемы домкратов с полными размерами
Все Джек Стропила Ноги Дюймы Метрика
Все измерения являются фактическими физическими готовыми размерами. Включить латы
Элементы крыши имеют цветовую маркировку
Коммон и Король Коммон
хребет
Бедренное стропило
Джек Рафтер

?
Как скорректировать результаты для расширения крыльца вальмовой крыши
Расширения крыши крыльца
?
Создает ссылку для сохранения или совместного использования текущего расчета
Поделитесь этим расчетом

Деталь соединения стропил

Для хорошей прямой фасции добавьте дополнительный дюйм или 2 к концам всех ваших стропил (общая длина). После того, как они будут готовы, вы можете щелкнуть линией, чтобы отметить и обрезать хвосты по красивой прямой линии, чтобы компенсировать любую деформацию гребня или ошибки маркировки, обрезки и исправления.

2-х концевые стропила King Common немного отличаются по длине от других обычных стропил, потому что толщина конька и стропила неодинакова.
Если толщина конька и обычного стропила одинакова, 2 торцевых простых стропила будут такими же, как и все обычные стропила.
Используйте шаблон стропила для конца King Commons и отрегулируйте длину и срез в соответствии с требованиями.

Отметьте, вырежьте (и примерьте) 1 обычную и 1 бедро, затем используйте в качестве шаблонов, чтобы отметить и вырезать остальные.
Если вы используете циркулярную пилу или комбинированную торцовочную пилу, установите угол наклона пилы на 45°, чтобы получить правильные углы наклона и наклона. Если угол скоса пилы установлен на 45°, обрезка вальм и лиан под углом отвеса даст правильные боковые углы.
Распечатайте бумажные шаблоны в натуральную величину — вырежьте и согните дерево, чтобы отметить и вырезать углы.
Щелкните левой кнопкой мыши, отпустите и перетащите для измерения в масштабе на диаграмме ниже. Увеличьте масштаб диаграммы для более точных измерений.
Угол крыши Свес Весы

Чтобы разметить и вырезать вальмовые отвесы и боковые срезы с помощью циркулярной пилы, распечатайте бумажный шаблон (легко и точно) ИЛИ:
1: Отметьте конечную линию угла отвеса (назад от квадрата) с обеих сторон бедра. Это острый конец. (пока не резать)
2: Измерьте расстояние от этой линии и отметьте вторую параллельную линию с обеих сторон бедра. (Это линия, по которой нужно резать)
3: Установите угол наклона диска циркулярной пилы на 45°, отрежьте 1 сторону по второй линии, наклонив диск к заострённому концу, затем переверните и отрежьте то же самое с другой стороны.
Распечатайте и вырежьте бумажные шаблоны в натуральную величину — согните дерево, чтобы отметить и вырезать углы (легко)

Угол обшивки слоя и отступ отреза
Обе ориентации листа ↔ ↕
1138,93 фут² = 35,6 листов + 5%10%15% отходов = 40 листов
Листы округлены до следующего полного листа
Калькулятор обшивки бедра

Расширения крыши крыльца
Для расширения крыльца вальмовой крыши от существующей стены здания вы можете использовать половину результатов калькулятора. Введите длину пристройки в поле «Длина стены» и двойная ширина пристройки, затем минус толщина ребра, в записи «Ширина стены».
(за вычетом толщины конька, чтобы конек стал опорной плитой — вершина крыши будет немного выше — толщина конька должна быть такой же, как и общая).
Полученная схема крыши затем «разрезается пополам» по линии вершины конька , при этом нижняя половина является продолжением крыши, с коньком и 2-мя концевыми (корольными) обычными стропилами, становящимися опорными плитами, которые крепятся к существующей стене здания. ①
Наверх ↑
Длина расширения крыши должна быть как минимум в два раза больше ее ширины, иначе 2 бедра сойдутся до того, как достигнут существующей стены здания. Если длина пристройки составляет половину длины пристройки, то 2 бедра встретятся на с существующей стеной, а крыша достигнет пика. (без гребня), как половина пирамиды. ②
Если длина удлинителя на меньше, чем на , удвоенная ширина, 2 бедра встретятся до того, как достигнут существующей стены, и вам понадобится гребень, выходящий из существующая стена под углом 90°, чтобы соединить бедра в месте их соединения. В этом случае вы можете ввести длину пристройки в поле «Ширина стены». и удвойте ширину пристройки в «Длину стены», затем «разрежьте диаграмму пополам» вдоль по центру. (переместите или добавьте 2 обычных, чтобы они стали пластинами для опроса на существующей стене) ③
Ширина крыльца
Ридж Толстый

Каркас вальмовой крыши
Каркас вальмовой крыши может показаться сложным, но с представленной здесь информацией вы сможете построить простую крышу. После того, как вы узнаете, как построить двускатную крышу, вы должны быть готовы взяться за простую крышу с вальмами.
Как и двускатная крыша, вальма состоит из простых стропил, а также вальмовых и нарожных стропил.
Обрамление вальм обходится дороже, чем фронтона, из-за дополнительных трудозатрат на обрамление вальм.
Многим нравится внешний вид, а также делает здание более ветрозащитным.
Разметка вальмовой крыши

Первый шаг в обрамлении вальмовой крыши такой же, как и в случае с двускатной. обычного стропила. Это позволит разместить потолочные балки. рядом с обычными и вальмовыми стропилами.
Как и в случае с любым другим типом каркаса крыши, существует несколько различных способов выполнения работы. Ниже приведены шаги, которые я использую.
В качестве примера предположим, что нам нужно построить простую вальмовую крышу для здания размером 12 на 28 футов.
На данном этапе уклон крыши не имеет значения, нас интересует только прогон обычных стропил.
Начало найдя точную ширину здания, это измерение будет используется для нахождения прогона обычного стропила. Я буду использовать 12′ в качестве примера для этого сценария.
С помощью калькулятора Construction Master введите 12 футов минус один дюйм, одну половину (толщину коньковой доски), деленное на 2, равно 5 футам 11 и одной четверти дюйма пробега.
Это будучи пробегом обычных стропил, вы можете теперь измерить от наружные углы здания, где должны располагаться вальмы.
После размещения всех обычных стропил теперь можно разместить потолочные балки. рядом с местом, где должны располагаться стропила. В зависимости от шага крыши, вы можете оставить торцевую потолочную балку снаружи до тех пор, пока вальмовые стропила на месте.
Возведение вальмовой крыши
Установка коньковой доски является первым шагом в создании каркаса вальмовой крыши. Как только гребень установлен, положение бедер будет известно.
Мне нравится использовать как минимум трех плотников установить коньковую доску на любую крышу. Для установки конька нужно иметь по крайней мере шесть обычных стропил вырезаются и размещаются рядом с их окончательным местом.
С двумя плотниками посередине здания у концов коньковой доски треть может передать верхушку общего пользования людям посередине.
Некоторые монтажники крыш любят устанавливать коньковую доску с парой обычных разметка от торца коньковой доски. Это облегчает прибейте вальмовые стропила к коньку и гребню.
Старт прикрепив одно стропило к верхней части стены рядом с потолочной балкой, с плотником посередине, держащим верхнюю часть примерно в расположение. Затем перейдите на противоположную сторону здания и повторите процесс. Человек посередине теперь может просто оставить отвесные порезы вместе, чтобы поддерживать вес. Теперь повторите процесс с третьим человеком на другом конце коньковой доски.
плотник, работавший с внешними стенами, теперь может передать конек доберитесь до мужчин посередине и помогите им соскользнуть с хребта между общими и прибивая его на место.
Вы теперь можно разместить основные стропила на концах конька доска. Это зафиксирует гребень в его окончательном положении и устранит необходимость временных брекетов.
Теперь можно перейти к установке вальмовых стропил. Если они не очень длинные и тяжелые, для этого потребуется всего два плотника.
Всегда сначала прибивайте нижнюю часть, а затем верхнюю.
В этот момент при создании каркаса вальмовой крыши я предпочитаю устанавливать остальные общие элементы, чтобы дать кровельному резцу преимущество перед вальмовыми домкратами.

Вальмовая крыша это: что это такое, виды конструкций, фото

Гараж перекрыть: Чем перекрыть крышу гаража: ТОП 8 материалов

5 мая, 1975 alexxlab

Покраска металлической крыши: краска для кровли из железа, металлическую крышу, из черного металла, кровельная краска для железной крыши, чем покрыть

Содержание краска для кровли из железа, металлическую крышу, из черного металла, кровельная краска для железной крыши, чем покрытьНеобходимость покраски металлической крышиВыбор краски для железной крыши — чем лучше покраситьПодготовительные работыВыбор инструментов для нанесения кровельной краски по металлуПокраска крыши дома из железакакая лучше по ржавчине, акриловая резиноваяКраска для крыши из металла по ржавчине — особенностиТребования, предъявляемые […]

Читать далее

18 июля, 1973 alexxlab

Крышу шифером крыть: Как покрыть крышу шифером своими руками правильно без ошибок

Содержание обрешетка, как крыть правильно, профилактика и частичный ремонтПодготовительный период ↑Выполнение обрешетки ↑Технология монтажа ↑Уход за шиферной кровлей ↑Как покрыть крышу шифером — АОР НП «ЗНАМЯ»как поднять шифер на крышу одномуКак крыть крышу шифером?Как правильно крыть крышу шифером?Как поднять шифер на крышу?Как прибить шифер?1 комментарий: Как крыть крышу шифером?Как поднять шифер на крышуЗадать вопрос Семенычу […]

Читать далее

2 апреля, 1977 alexxlab

Как построить вальмовую крышу своими руками пошаговая инструкция с фото: Вальмовая крыша своими руками чертежи и фото пошаговая инструкция

Содержание Вальмовая крыша своими руками чертежи и фото пошаговая инструкцияВальмовая крыша что это такое, отличия, плюсы и минусыВальмовая крыша своими руками чертежи и фото пошаговая инструкцияСтропильная система и мауэрлатФинишное покрытие пирог из мягкой черепицыФинишное покрытие пирог из металочерепицыВальмовая крыша своими руками: пошаговая инструкция Как построить вальмовую крышу — сделай сам Как построить вальмовую крышу Направления […]

Читать далее