Стропила четырехскатной крыши: Стропильная система четырехскатной крыши: виды и особенности:

Крыша Дома

Циркулярная пила и другие инструменты, которые нужны для самостоятельной укладки кровли
Самостоятельная укладка кровли из шифера, металлочерепицы или профнастила не обходится без электрифицированного и ручного инструмента. На разных этапах выполнения кровельных работ задействованы разные приборы и приспособления.

Glims — современная надёжная гидроизоляция
Со временем эксплуатационные свойства подземных и заглубленных сооружений ухудшаются, что приводит к аварийным ситуациям на объектах, а иногда и к разрушению целой системы.

Как рассчитать высоту крыши правильно – самый простой и верный способ
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.

Как сделать утепление перекрытия холодного чердака – чем лучше утеплить
Чтобы снизить потери тепла в частном доме, одной эффективной системы отопления недостаточно – для их минимизации необходимо утепление всех элементов постройки. Это же касается и кровли. Если не планируется обустройство мансарды, потребуется утепление перекрытия холодного чердака.

Какую доску для обрешетки крыши лучше использовать

Долговечность кровельной конструкции зависит от качества обустройства основания, на которое предстоит укладывать слои кровельного пирога. Для создания обрешетки часто используют разнообразные пиломатериалы, в том числе и доску для кровли крыши.

Как вывести трубу через крышу из профнастила – избегайте ошибок
Дымоотводящая конструкция является элементом, который характеризуется повышенной пожарной опасностью, поэтому к решению проблемы, как сделать отверстие в крыше под трубу, следует подходить ответственно. Также важна защита кровли от проникновения влаги, в противном случае срок ее службы значительно сократится.

Какой кровельный поликарбонат лучше выбрать для крыши
На отечественном рынке стройматериалов появилось много современной продукции, среди которой значится и кровельный поликарбонат. Светопропускающие крыши, возведенные с его использованием, позволяют создать устойчивую связь между внешним пространством и внутренним интерьером домовладения, что является новым направлением в архитектуре.

Как сделать демонтаж шифера – как правильно снять материал с крыши
Перед тем, как приступить к реконструкции или выполнению капремонта стропильной конструкции, а также, если нужно поменять прежнее покрытие кровли из листов асбестоцемента на новый современный материал, следует продумать, как снять старый шифер с крыши.

Как сделать расчет водостока правильно – нюансы в деталях
Во время проливного дождя или обильного снегопада на всех крышах зданий собирается значительное количество осадков. Чтобы они не попадали в грунт под фундамент или не скатывались потоком по стенам, необходимо обустройство конструкции водоотведения.

Как сделать подшивку фронтонов – варианты отделки свесов крыши
С целью защиты кровли от негативного воздействия окружающей среды производится подшивка фронтонов. Кроме этого она придает строению завершенный внешний вид. Это мероприятие выполняется  после завершения кровельных работ.

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы
Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Как выбрать профлист для кровли — технические характеристики кровельного материала
Приобретая профнастил, особое внимание следует уделить параметрам листа данной кровельной продукции, поскольку от этого зависит количество мест стыковки при его монтаже, а значит и герметичность создаваемой поверхности. Подбирают формат кровельного материала, исходя из размеров скатов, благодаря чему удается минимизировать количество отходов.

Оптимальный и минимальный уклон кровли из профлиста – допуски и нормативы

Профнастил имеет отличные эксплуатационные качества, благодаря чему он получил широкое применение в гражданском и промышленном строительстве. Создать качественное покрытие крыши с его использованием можно при условии соблюдения технологии укладки и уклона кровли из профлиста.

Какая вентиляция на крышу дома нужна – выбираем элементы системы
Влага может проникать в дом извне в виде выпавших осадков и изнутри в качестве конденсата. Ее наличие в помещениях приводит к распространению вредных микроорганизмов и плесени, справиться с которыми будет сложно. Предотвратить это и увеличить срок эксплуатации домовладения с теплой мансардой поможет система вентиляции кровли.

Как сделать расчет водосточной системы правильно – инструкция по шагам
Одной из важных защитных мер, способствующих увеличению срока эксплуатации фасада, основания и кровельного покрытия строения, является надежная конструкция водоотведения атмосферных осадков с поверхности крыш.

Крыша Дома

Циркулярная пила и другие инструменты, которые нужны для самостоятельной укладки кровли
Самостоятельная укладка кровли из шифера, металлочерепицы или профнастила не обходится без электрифицированного и ручного инструмента. На разных этапах выполнения кровельных работ задействованы разные приборы и приспособления.

Glims — современная надёжная гидроизоляция
Со временем эксплуатационные свойства подземных и заглубленных сооружений ухудшаются, что приводит к аварийным ситуациям на объектах, а иногда и к разрушению целой системы.

Как рассчитать высоту крыши правильно – самый простой и верный способ
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.

Как сделать утепление перекрытия холодного чердака – чем лучше утеплить
Чтобы снизить потери тепла в частном доме, одной эффективной системы отопления недостаточно – для их минимизации необходимо утепление всех элементов постройки. Это же касается и кровли. Если не планируется обустройство мансарды, потребуется утепление перекрытия холодного чердака.

Какую доску для обрешетки крыши лучше использовать
Долговечность кровельной конструкции зависит от качества обустройства основания, на которое предстоит укладывать слои кровельного пирога. Для создания обрешетки часто используют разнообразные пиломатериалы, в том числе и доску для кровли крыши.

Как вывести трубу через крышу из профнастила – избегайте ошибок
Дымоотводящая конструкция является элементом, который характеризуется повышенной пожарной опасностью, поэтому к решению проблемы, как сделать отверстие в крыше под трубу, следует подходить ответственно.

Также важна защита кровли от проникновения влаги, в противном случае срок ее службы значительно сократится.

Какой кровельный поликарбонат лучше выбрать для крыши
На отечественном рынке стройматериалов появилось много современной продукции, среди которой значится и кровельный поликарбонат. Светопропускающие крыши, возведенные с его использованием, позволяют создать устойчивую связь между внешним пространством и внутренним интерьером домовладения, что является новым направлением в архитектуре.

Как сделать демонтаж шифера – как правильно снять материал с крыши

Перед тем, как приступить к реконструкции или выполнению капремонта стропильной конструкции, а также, если нужно поменять прежнее покрытие кровли из листов асбестоцемента на новый современный материал, следует продумать, как снять старый шифер с крыши.

Как сделать расчет водостока правильно – нюансы в деталях
Во время проливного дождя или обильного снегопада на всех крышах зданий собирается значительное количество осадков. Чтобы они не попадали в грунт под фундамент или не скатывались потоком по стенам, необходимо обустройство конструкции водоотведения.

Как сделать подшивку фронтонов – варианты отделки свесов крыши
С целью защиты кровли от негативного воздействия окружающей среды производится подшивка фронтонов. Кроме этого она придает строению завершенный внешний вид. Это мероприятие выполняется  после завершения кровельных работ.

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы
Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Как выбрать профлист для кровли — технические характеристики кровельного материала
Приобретая профнастил, особое внимание следует уделить параметрам листа данной кровельной продукции, поскольку от этого зависит количество мест стыковки при его монтаже, а значит и герметичность создаваемой поверхности. Подбирают формат кровельного материала, исходя из размеров скатов, благодаря чему удается минимизировать количество отходов.

Оптимальный и минимальный уклон кровли из профлиста – допуски и нормативы
Профнастил имеет отличные эксплуатационные качества, благодаря чему он получил широкое применение в гражданском и промышленном строительстве. Создать качественное покрытие крыши с его использованием можно при условии соблюдения технологии укладки и уклона кровли из профлиста.

Какая вентиляция на крышу дома нужна – выбираем элементы системы
Влага может проникать в дом извне в виде выпавших осадков и изнутри в качестве конденсата. Ее наличие в помещениях приводит к распространению вредных микроорганизмов и плесени, справиться с которыми будет сложно. Предотвратить это и увеличить срок эксплуатации домовладения с теплой мансардой поможет система вентиляции кровли.

Как сделать расчет водосточной системы правильно – инструкция по шагам
Одной из важных защитных мер, способствующих увеличению срока эксплуатации фасада, основания и кровельного покрытия строения, является надежная конструкция водоотведения атмосферных осадков с поверхности крыш.

Крыша Дома

Циркулярная пила и другие инструменты, которые нужны для самостоятельной укладки кровли
Самостоятельная укладка кровли из шифера, металлочерепицы или профнастила не обходится без электрифицированного и ручного инструмента. На разных этапах выполнения кровельных работ задействованы разные приборы и приспособления.

Glims — современная надёжная гидроизоляция
Со временем эксплуатационные свойства подземных и заглубленных сооружений ухудшаются, что приводит к аварийным ситуациям на объектах, а иногда и к разрушению целой системы.

Как рассчитать высоту крыши правильно – самый простой и верный способ
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.

Как сделать утепление перекрытия холодного чердака – чем лучше утеплить
Чтобы снизить потери тепла в частном доме, одной эффективной системы отопления недостаточно – для их минимизации необходимо утепление всех элементов постройки. Это же касается и кровли. Если не планируется обустройство мансарды, потребуется утепление перекрытия холодного чердака.

Какую доску для обрешетки крыши лучше использовать
Долговечность кровельной конструкции зависит от качества обустройства основания, на которое предстоит укладывать слои кровельного пирога. Для создания обрешетки часто используют разнообразные пиломатериалы, в том числе и доску для кровли крыши.

Как вывести трубу через крышу из профнастила – избегайте ошибок
Дымоотводящая конструкция является элементом, который характеризуется повышенной пожарной опасностью, поэтому к решению проблемы, как сделать отверстие в крыше под трубу, следует подходить ответственно. Также важна защита кровли от проникновения влаги, в противном случае срок ее службы значительно сократится.

Какой кровельный поликарбонат лучше выбрать для крыши
На отечественном рынке стройматериалов появилось много современной продукции, среди которой значится и кровельный поликарбонат. Светопропускающие крыши, возведенные с его использованием, позволяют создать устойчивую связь между внешним пространством и внутренним интерьером домовладения, что является новым направлением в архитектуре.

Как сделать демонтаж шифера – как правильно снять материал с крыши
Перед тем, как приступить к реконструкции или выполнению капремонта стропильной конструкции, а также, если нужно поменять прежнее покрытие кровли из листов асбестоцемента на новый современный материал, следует продумать, как снять старый шифер с крыши.

Как сделать расчет водостока правильно – нюансы в деталях
Во время проливного дождя или обильного снегопада на всех крышах зданий собирается значительное количество осадков. Чтобы они не попадали в грунт под фундамент или не скатывались потоком по стенам, необходимо обустройство конструкции водоотведения.

Как сделать подшивку фронтонов – варианты отделки свесов крыши
С целью защиты кровли от негативного воздействия окружающей среды производится подшивка фронтонов. Кроме этого она придает строению завершенный внешний вид. Это мероприятие выполняется  после завершения кровельных работ.

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы
Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Как выбрать профлист для кровли — технические характеристики кровельного материала
Приобретая профнастил, особое внимание следует уделить параметрам листа данной кровельной продукции, поскольку от этого зависит количество мест стыковки при его монтаже, а значит и герметичность создаваемой поверхности. Подбирают формат кровельного материала, исходя из размеров скатов, благодаря чему удается минимизировать количество отходов.

Оптимальный и минимальный уклон кровли из профлиста – допуски и нормативы
Профнастил имеет отличные эксплуатационные качества, благодаря чему он получил широкое применение в гражданском и промышленном строительстве. Создать качественное покрытие крыши с его использованием можно при условии соблюдения технологии укладки и уклона кровли из профлиста.

Какая вентиляция на крышу дома нужна – выбираем элементы системы
Влага может проникать в дом извне в виде выпавших осадков и изнутри в качестве конденсата. Ее наличие в помещениях приводит к распространению вредных микроорганизмов и плесени, справиться с которыми будет сложно. Предотвратить это и увеличить срок эксплуатации домовладения с теплой мансардой поможет система вентиляции кровли.

Как сделать расчет водосточной системы правильно – инструкция по шагам
Одной из важных защитных мер, способствующих увеличению срока эксплуатации фасада, основания и кровельного покрытия строения, является надежная конструкция водоотведения атмосферных осадков с поверхности крыш.

чертеж, проект, схема и план стропил вальмовой крыши

Презентабельный внешний вид, надежность, долговечность – все это  четырехскатная крыша, чертеж, расчет и монтаж которой, конечно, довольно сложно сделать самостоятельно, но ведь всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.

Заметное преимущество четырехскатных крыш состоит в том, что в таких постройках очень удобно оборудовать мансардные этажи. Помещения получаются очень комфортными и просторными, идеально подходят для проживания в отличие от домов, например, с двухскатными крышами.

По своей структуре стропильная система четырехскатной крыши бывает шатровая и вальмовая, но обе эти структуры очень похожи по конструкции.

В настоящее время стало появляться все больше зданий, выполненных по такому плану. Плюс многоскатной крыши – возможность применения на абсолютно разных постройках, от бани до крупного частного коттеджа.

Дома с четырехскатными крышами выглядят по-настоящему добротно и дорого, и поэтому, не стоит жалеть время и средства на её обустройство.

Основные разновидности четырехскатных крыш

Фронтонов (это треугольные завершения фасадов постройки, ограниченные с боков двумя скатами крыши, а  у основания карнизом) на такой кровле нет, а чердачные окна размещаются в скатах.

Эта кровля намного экономичней двухскатной по затратам на стеновые стройматериалы, но наклонные ребра на стыках вальм и фронтальных скатов  требуют установки весьма сложной стропильной конструкции и дополнительного замера, подгонки кровельного  материала.

Скаты зачастую делают с разными уровнями наклона, благодаря чему и создается силуэт ломаной крыши.

• Полувальмовая (датская) конструкция. Отличается от предыдущей наличием фронтона, который наверху имеет небольшую вальму. Защита от ветровых нагрузок у такой кровли обеспечивается коньком (верхним горизонтальным ребром крыши, образованным из-за пересечения двух скатов). Наиболее часто подобное устройство кровли встречается в регионах с частыми сильными ветрами.

• Шатровая конструкция. Имеет вид пирамиды: четыре треугольных ската, сходящиеся вершинами в одном месте. Такие кровли не имеют фронтонов, возводятся на небольших постройках в форме равностороннего многоугольника или квадрата. Монтаж стропильной системы у такой крыши очень сложен.

Создание проекта четырехскатной крыши

Перед тем как приступить к работе по обустройству крыши, её необходимо спроектировать,  осуществить расчеты по конструкции, а также создать её чертеж.

Проект четырехскатной крыши предусматривает, что наклон скатов такой кровли может быть в промежутке от 5 до 60 градусов. Зависит он от атмосферных нагрузок, назначения чердака и типа используемых кровельных материалов.

В районах с частыми и сильными осадками уклон скатов должен быть значительным (от 45 до 60 градусов). В регионах с сильными ветрами и редкими дождями наклон скатов обычно делается намного меньше.

Если угол наклона составляет примерно 5-18 градусов, рекомендуют использование рулонного покрытия;  14-60 — асбестоцементных листов, кровельного металла; 30-60 – черепицы.

Высота кровельного конька рассчитывается с помощью тригонометрического выражения для прямоугольных треугольников.

Расчета стропил – начало составления всего проекта дома. Сечение их определяют в зависимости от ожидаемой нагрузки (веса стропильных конструкций, пирога кровли, внешних воздействий), и степени наклона крыши. С помощью расчетов определяется и шаг между стропилами,  проверяется их несущая способность.

План стропил четырехскатной крышипредусматривает какие стропила целесообразно использовать — наслонные или висячие. Также выясняется, нужны ли дополнительные элементы: раскосы, затяжкии т.д.

Если случается так, что стандартные параметры пиломатериалов не подошли для будущей кровли, можно их модифицировать. Например, вы можете увеличить длину стропил или жесдвоить балки. Также можно применять клееные или наборныестропильные ноги (они  заметно мощнееи длиннее обычных).

Воздействие нагрузок на систему стропил

Способы усиления стропильной системы

Стропила подвергаются постоянным (масса кровли, обрешетки, стропил и т. д.) и временным (ветер, осадки) нагрузкам.Основной расчетный параметр снежной нагрузки, принятый в России для средней полосы – 180 кг/м?. Снеговой мешок может увеличить этот показатель до 400-450 кг/м?.

Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка не берется в расчет.

Принято считать, что четырехскатная крыша своими руками, построенная по вальмовой технологии, более надежна, нежели чем четырехскатная шатровая крыша, и это правда. Стандартная расчетная величина ветровой нагрузки для средней полосы России — 35кг/м?.

Если уклон крыши менее 30 градусов, в чертеже поправка на ветер не учитывается.

Параметры нагрузок корректируются для местных условий климата за счет особых коэффициентов.Совокупная масса крыши рассчитывается, исходя из количества используемых материалов и общей площади сооружения.

В расчеты вводят показатели полезной нагрузки на систему, если к фермам подвешивают потолки, устанавливают водонагревательные баки, вентиляционные камеры и т. д.

Обязателен расчет прочности стропил и степени возможной деформации при различных условиях.

В качестве стропил чаще всего используются: прямоугольный брус с сечением, соответствующим рассчитанным нагрузкам, доски с параметрами 5?15, 5?20 см.

Чаще всего выбор останавливают на пиломатериалах хвойных пород (еловых, сосновых) с влажностьюв пределах 18-22%, обработанных антисептическими средствами и антипиренами.

Для повышения жесткости и устойчивости геометрии стропильной системымногоскатной крыши иногда вводят стальные элементы.

Монтаж и установка стропильной системы

Перед тем, как приступит к монтажу, нужно подобрать необходимые материалы и инструменты. Кроме этого, неплохо будет обзавестись прорисовкой всей конструкции на бумаге. Из материалов обязательно понадобятся: теплоизоляция (минеральная вата, например), гидроизоляция, пароизоляция, деревянные балки, кровельный материал, дерево для обрешетки. Необходимые инструменты: дрель, шуруповерт, молоток, гвозди, саморезы, уровень, рулетка, мерная  рейка и т.д.

Схема четырехскатной крыши предполагает наличие стропил, опорных брусьев, раскосов, и других элементов, необходимых для придания всей конструкции жесткости.

Стропила, имеющие сечение от 5?15 см придадут надежность конструкции. Когда пойдете за покупкой пиломатериала на стропила, не выбирайте мокрый, крученый или с серьезными изъянами.

Монтаж кровли всегда производят снизу вверх. Первым делом укладывают опорные балки (мауэрлат), на которые впоследствии  устанавливают стропила. Так у вас получится нижний каркас, который должен выходит за пределы стен на 40-50 см. Не желательно, чтобы выпирание стропил от краев стен превышало оговоренные выше пределы, иначе объект будет выглядеть негармонично.

Не забывайте проверять правильность установки с помощью строительного уровня.

Если у здания деревянные стены, опорные балки не нужны, так как в роли мауэрлата будет выступать  верхний  венец сруба.

Устройство и расчет диагональных стропил

После из каждого угла здания устанавливаются каркасные стропильные ноги, они называются накосными (диагональными). Верхние части стропильных ног, если необходимо, можно придержать системой из раскосов и стоек.Их главная задача — разгрузить стропила, путем перераспределения нагрузки по внутренним стенам или опорным столбам, а также — придать всей конструкции достаточную жесткость.

Следует с особой тщательностью отнестись к узлам присоединения стропильных ног к мауэрлату. Это главные точки, которые отвечают за прочность стропильной системы в целом. Свес четырехскатной крыши  регулируется посредством  длины диагональных стропил.

Поможет в работе особая таблица коэффициентов с представленными в ней соотношениями длины и заложением стропил для разных наклонов ската крыши. В одном её столбце указаны коэффициенты для промежуточных, в другом — для угловых стропильных ног.Для того, чтобы подсчитать нужную длину стропила, умножьте заложение на коэффициент. Такую таблицу вы без труда сможете найти в интернете.

В тех местах, где отсутствуют несущие стены, пятки стропил можно разместить на продольных балках (боковых прогонах). Кроме этого монтируется балка в центре, она крепится на трех подпорках: посередине и с двух концов.

Если у вас большая площадь крыши, не обойтись без обустройства шпренгельных ферм, которые примут на себя часть нагрузки  от накосных стропил. Шпренгельные фермы нуждаются в устройстве затяжек, на которые они будут опираться.  Иногда их можно закрепить на имеющихся поперечных или продольных балках.

Параметры, связанные с высотой и степенью наклона кровли определяются именно высотой накосных стропил и горизонтальной верхней балкой (коньковым прогоном).

После того, как установили направляющие стропила, приступайте к постройке основного каркаса. Наклонные (нарожные) стропила закрепите к опорным балкам, а также коньковому прогону.

Устанавливать их следует с шагом 40-50 см, не больше.В случае, если промежутки будут слишком большими, стропильная система,возможно, не выдержит нагрузок от выпавшего снега.Схема стропильной системы четырехскатной крыши обязательно должна учитывать этот факт.

Скрепите наклонные стропила между собой примерно на расстоянии метра от верхней стропильной балки.Сделать это возможно с помощью досок с сечением не меньше 4*12 см.

Необязательно подбирать нарожные стропила строго по длине, ведь ихвероятнее всего придется обрезать. Главное проследите, чтобы они не оказались слишком короткими.

Основные рекомендации по установке вальмовой конструкции:

• дабы свести вероятность возникновения ошибок к минимуму, используйте при замерах не рулетку, а специальную мерную рейку;
• наметьте осевую линию по верхней обвязке торцевой стены. После этого замерьте половину толщины конькового бруса, нанесите линию размещения первого из всех центральных промежуточных стропил;
• совместите конец рейки и линию размещения того из стропил, которое вы пометили чуть раньше. На другой конец мерной рейки скопируйте линию внутреннего контура боковой стены (тем самым вы произведете заложение промежуточного стропила). Перенесите линию наружного контура стены и свес крыши на мерную рейку;
• для определения будущего места нахождения второго из центральных стропил, передвиньте мерную рейку на стену сбоку, перенесите на неё нужное заложение стропила от внутреннего угла верхней обвязки;
• повторите весь алгоритм действий в каждом из углов. Придерживаясь этой схемы, вы определите расположение концов конькового бруса, а также всех центральных промежуточных стропил.

После установки стропильной системы в соответствии с планом, делают обрешетку, пароизоляцию, гидроизоляцию, контробрешетку, а также утепление кровли.

Завершающий этап возведения четырехскатной крыши

После монтажа всей конструкции четырехскатная крыша (как и любая другая) предусматривает создание обрешетки. Для этой цели используют деревянные доски толщиной 50 или 40 мм.  Главное, чтобы материал был высококачественный и хорошо просушенный.

Обрешетка крыши

Перед устройством обрешетки необходимо простелить пленку, изолирующую крышу от пара и влажности. Такая пленка крепится с помощью степлера. Кроме этого, ни в коем случае нельзя упустить из виду теплоизоляцию, которая должна быть обустроена в чердачном помещении. Теплоизоляция необходима, чтобы поддерживать в здании нормальный температурный режим. И уже после этого производится установка четырехскатной кровли.

И последний этап — укладка кровельного покрытия. В выборе вы не ограничены, руководствуйтесь собственным вкусом, материальными возможностями и конструктивными особенностями вашей крыши. Главное, прикрепите материал достаточно прочно, аккуратно, чтобы дождь не мог проникать внутрь помещения через стыки, а ветер – срывать фрагменты кровли.

Схема стропильной системы вальмовой крыши весьма сложна, как уже не раз говорилось выше, но не стоит её пугаться. Самое главное произвести все расчеты и замеры правильно, а также не ошибиться с разметкой. Досконально разобравшись в этом один раз, вы сможете без труда повторить аналогичное строительство. Конечно, одному человеку будет довольно сложно справиться с предстоящим объемом работ, так что пара помощников не помешает.

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши

Вальмовая крыша — один из видов четырехскатной крыши, который пользуется большой популярностью среди застройщиков частных домов вне зависимости от площади. Спросом вальмовая крыша имеет даже во время постройки бань и беседок.

Этот вид крыши легко узнаваем благодаря своей геометрии, которой она обязана стропильной системе.

Главная сложность, с которой сталкиваются специалисты во время монтажа вальмовой крыши, это трудоемкость выполнения работ. Конструкция состоит из множества составных элементов и креплений. Для качественной установки стропильной системы вальмовой крыши требуется достаточное количество теоретических знаний и большой опыт, которыми обладают специалисты компании Великий Домъ!

 

Какими положительными и отрицательными сторонами обладает стропильная система вальмовой крыши?

Заказать бесплатную консультацию!

К достоинствам стропильной системы вальмовой крыши относятся следующие моменты:

• Нагрузка от ветра, которой подвергается этот вид четырехскатной крыши, значительно меньше, чем действует на крышу с двумя скатами. Все стороны вальмовой крыши располагаются под углом, благодаря чему достигается необходимая обтекаемость.

• Повышенная жесткость конструкции, что влечет за собой долговечность кровли.

• Монтаж такой четырехскатной крыши предусматривает возможность устройства более выступающих за границы постройки свесов. Это обеспечивает дополнительные защитные функции стенам здания.

• Приятный внешний вид крыши.

Отрицательные стороны стропильной системы вальмовой крыши следующие:

• Трудности во время расчетов, проекта и установки. Это нельзя считать “минусом”, если за монтаж крыши берутся настоящие профессионалы своего дела.

• Стоимость монтажа вальмовой крыши зависит от используемых материалов, площади и связана со сложностью работ.

• Полезная площадь чердака уменьшается из-за установки стропил вальмовой крыши, особенно там, где устанавливаются диагональные опоры.

• Значительный минус для желающих иметь мансардный этаж: к сожалению, монтаж мансарды при вальмовой конструкции невозможен.

Незначительные недостатки не лишают вальмовую крышу популярности среди застройщиков частных домов.

 

Какие существуют виды вальмовых крыш?

Вальмовые крыши имеют несколько видов конструкций:

• Классическая крыша, отдельные части которой обладают треугольной и трапециевидной формой.

• Шатровая крыша не имеет опорную балку, а все её диагональные ребра сходятся в единую точку.

• Полувальмовая крыша, имеющая вертикальные фронтоны, применяющиеся для установки окон.

• Ломаная вальмовая крыша. Её скаты располагаются под разными углами и обладают разной площадью.

Высококвалифицированные мастера компании Великий Домъ выполняют качественный монтаж всех видов вальмовых крыш, подробную консультацию и расчеты!

 

 

 

Расстояние между стропилами четырехскатной крыши —

Стропильная система четырехскатной крыши своими руками

Крыша, как и стены, является важным элементом дома. От ее выбора зависит, какой внешний вид в итоге будет иметь строение. Существуют несколько типов крыш, они отличаются только по форме и количеству скатов. Четырёхскатная крыша отличается от двускатной тем, что она обладает четырьмя плоскостями — скатами. Ее монтаж своими руками затрудняется уже тем, что стропильная система четырёхскатной крыши намного сложнее, но между тем именно они считаются более прочными и надёжными в эксплуатации, чем двускатные и, что немаловажно, у них более привлекательный внешний вид.

Разновидности многоскатных крыш

На рынке кровельных материалов можно встретить много вариантов мансардных крыш. Но пожалуй, самые популярные это вальмовая и шатровая. Если вы решили начать строительство четырехскатной крыши своими руками, важно определиться какой вид вам подойдет, а для этого нужно знать особенности каждого вида.

При монтаже вальмовой крыши сразу бросается в глаза её схожесть на всем нам привычную двускатную, но её главное отличие в том, что там, где заканчивается двускатная кровля, продолжение берут треугольные скаты-вальмы. В крыше нет фронтов, поэтому она считается более экономичной.

Шатровая крыша по своему внешнему виду очень похожа на пирамиду, которая берет свое начало у стен. Все плоскости скатов похожи на равнобедренные треугольники. Стропильная система четырёхскатной шатровой крыши намного сложнее, чем вальмовой, поэтому, если у вас есть желание делать ее своими руками, то рекомендуют именно вальмовую. Подходит она для домов, у которых длина стен одинаковая.

При выборе вальмовой крыши можно столкнуться ещё с её некоторыми подвидами:

Нередко полувальмовую крышу рассматривают как двускатную. Главное её отличие от классической двускатной в наличии треугольных торцевых скатов. Преимуществом является возможность устанавливать обычные окна в мансарде, а отсутствие острого выступа обеспечивает более высокую способность выдерживать различные погодные изменения.

А вот конструкция четырёхскатной датской крыши позволяет отказаться от мансардных окон и обеспечить естественное освещение в помещениях за счёт установленных вертикальных окон.

Четырехскатная крыша: чертеж

В начале любых строительных работ лучше всего произвести расчёты, чтобы потом уже при строительстве не переделывать конструкцию. Поэтому, даже если строительство стропильной системы четырёхскатной крыши у вас получится выполнить своими руками, то расчёт самого проекта четырёхскатной крыши лучше всего сразу доверить профессиональному архитектору.

Составляя проект четырехскатной крыши, нельзя ошибиться, так как он включает в себя огромное количество элементов и все они несут свою нужную функцию. Архитектор, который будет выполнять проект, а впоследствии и чертеж четырёхскатной крыши, обязательно даст подробное описание всех узлов и соединений, что существенно ускорит монтаж конструкции. Вам останется только приобрести необходимые материалы и инструменты и можно приступать к монтажу.

При составлении проекта важно помнить про уклон. Обычно он варьируется от 5 до 60 градусов. От угла наклона зависит и выбор кровельного материала. Если угол наклона в доме до 10 градусов, то рекомендуют использовать асбестоцементные листы или рулонное покрытие. При угле наклона от 14 до 60 градусов лучше всего подойдёт кровельный металл, а при наклоне от 30 до 60 градусов смело можете делать черепичную крышу.

Устройство четырёхскатной крыши таково, что чем больше угол наклона, тем больше кровельного материала пойдёт на строительство и, наоборот, чем меньше угол наклона, тем более мощный каркас необходимо сооружать, так как на такую крышу будет более сильная погодная нагрузка.

Делая расчёт, архитектор сразу учитывает, какие стропила будут использованы при строительстве: висячие или наклонные, нужны ли вам будут дополнительные элементы для поддержания прочности, а также всевозможные нагрузки на стропила. При расчёте нагрузок учитывают:

• вес кровельного материала;
• вес материала для утепления, паро- и гидроизоляции;
• погодные условия;
• оборудование или устройства, которые, возможно, будут установлены на крышу.

Параметры нагрузок изменяются в зависимости от различных факторов. В основном учитывают климат местности, в которой планируется возведение. А общую массу всей крыши рассчитывают, учитывая итоговое количество всех материалов, которое будет использовано при строительстве и площадь всего сооружения. Обязательно делают расчёт прочности стропил и степени возможной деформации от различных внешних и погодных изменений.

В качестве стропил профессионалы рекомендуют использовать прямоугольные бруса с сечением из пиломатериалов хвойных пород, обработанных специальным антисептическим составом. Для повышения устойчивости системы четырёхскатной крыши вводят дополнительные стальные элементы.

Поэтому, даже если вы решили начать строительство четырёхскатной крыши своими руками, не поленитесь воспользоваться советами опытных мастеров. Если все расчёты будут выполнены правильно и без ошибок, это позволит возвести привлекательную конструкцию с хорошими эксплуатационными характеристиками.

Конструкция четырехскатной крыши и установка стропильной системы

Теперь, когда готов проект и у вас на руках есть чертежи четырехскатной крыши, можно приступать к устройству стропил системы крыши. Монтаж можно осуществлять несколькими способами – висячим и наклонным.

Наклонный способ более экономичен и не так сложен при возведении. При возведении стропильной системы необходимо учитывать элементы, которые обязательно присутствуют в каждой конструкции:

• накосные или диагональные стропила. В готовой конструкции их устанавливают так, чтобы они имели упор. Обычно упирают в мауэрлат и следующую пару стропильных ног;
• мауэрлатом называют нижнюю опору для стропил;
• прогоном-балку, которую используют как дополнительную опору, располагают обычно параллельно мауэрлату;
• укороченные стропильные ноги, также используют для упора в мауэрлат и стропильные ноги;
• стойки и подкосы используются для сооружения конструкции с многопролётностью, в этом случае необходимо ещё установить несколько опор на накосную ногу;
• ригели. Помогут если появились распоры. Обычно это происходит, если стропильная система четырёхскатной крыши при монтаже была установлена неправильно;
• лежень используют в качестве опоры для подкосов и стоек;
• шпренгель применятся как дополнительный элемент стропильной опоры.

Этапы работы

Первым делом, для равномерного распределения нагрузки от стропильной системы, кровельного покрытия и выпадения осадков в зимний период, на несущие стены укладывают опору для стоек и мауэрлат. Опору для стоек устанавливают на несущие перегородки. На эти опоры потом будут устанавливать опорные стойки. Здесь не обойтись без водяного уровня, при помощи которого выравнивают опорные стойки и закрепляют подпорами из досок. Крепят стойки с помощью металлических уголков. В зависимости от того, монтаж какой крыши выполняют, учитывают и необходимую расстановку стоек.

При монтаже стропильной системы для вальмовой крыши, стойки располагают в один ряд, а расстояние между ними должно быть не более двух метров. Если происходит монтаж шатровой конструкции, то тут стойки располагают по диагонали с одинаковым расстоянием от угла. На стойки потом укладывают прогоны и закрепляют их с помощью уголка на саморезы. Далее устанавливают диагональные стропила с шагом от 0,5 до 1,5 метра. Профессиональные плотники советуют изготавливать стропила из двух досок, объединённых в толщину, так как именно эти элементы конструкции испытывают нагрузку. Их упирают верхней стороной на стойку, а нижней на угол мауэрлат.

Далее нужно заполнить расстояние между стропилами. Для этого прекрасно подойдут укороченные стропильные ноги. Наибольшую нагрузку получает нижняя четверть диагональных стропил, поэтому рекомендуют под них установить дополнительные элементы стропильной опоры. Их ставят, как и коньковые стойки, на усиленные балки. На готовую конструкцию стропильной системы четырёхскатной крыши делают обрешётку, с последующим укладыванием на неё кровельного материала.

Преимущества и недостатки четырёхскатной конструкции

Если сравнивать четырёхскатную конструкцию с классической двускатной, сразу можно выделить ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам относятся:

• благодаря мансардным крышам можно переоборудовать чердачное помещение в жилое, что значительно увеличит жилую площадь дома;
• четырёхскатная крыша за счёт особенности своей конструкции не подвержена временным деформациям;
• утепляя кровельный материал при монтаже, вы тем самым улучшаете теплоизоляцию всего дома, это экономия на отоплении;
• за счёт низких углов наклона конструкции, такие крыши лучше противостоят разным погодным изменениям;
• благодаря своему необычному дизайну, конструкция смотрится очень красиво и придаст изюминку любому помещению.

К недостаткам, пожалуй, можно отнести такие моменты:

• учитывая, что конструкция четырёхскатной крыши сложнее, чем двускатной, при монтаже она вам обойдётся дороже. Но опять же, благодаря ей можно не делать кирпичную кладку;
• скаты, расположенные с четырех сторон, забирают часть жилого помещения с коротких торцов;
• ещё одним недостатком считается то, что мансардные окна, которые устанавливаются, во время дождя могут стать причиной появления лужи на полу. Но опять же, только в том случае если вы забыли их закрыть. При желании даже в мансардную крышу можно установить обычные вертикальные окна.

Если вы все-таки решили возводить четырёхскатную крышу своими руками — это будет нелегко. Но, имея в наличии ручной и электроинструмент, а также все нужные измерительные устройства, у вас все получится, главное соблюдать общие принципы. Важно помнить, что при установке мауэрлата, его нужно хорошенько закрепить по углам, приступать к монтажу всегда нужно с конька, а стойкам нужны хорошие основания. Когда выполняются работы своими руками, хочется, чтобы результат сохранялся как можно дольше, поэтому элементы конструкции стропильной системы лучше всего фиксировать современными металлическими крепёжными соединениями для дерева.

Расчет расстояния между стропилами

Расстояние между стропилами – это основополагающий параметр, от которого зависит прочность и надежность конструкции крыши, срок ее службы, возможность использования тех или иных кровельных материалов.

Прочность и срок службы кровли зависят от многих факторов: качества строительных материалов, климатических условий, надежности обрешетки.

Но несущая конструкция крыши – это фундамент, на котором покоится вся конструкция.

Стропильная система должна быть точно просчитана, грамотно смонтирована и надежно защищена от разрушительного внешнего воздействия.

Общая схема расчета стропильного шага

Стропильная система – это несущая конструкция всей крыши. Она состоит из стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.

Каждое стропило располагается на определенном расстоянии от следующего – это расстояние называется «стропильный шаг».

Именно от него зависят прочность кровельной конструкции, максимально допустимая нагрузка на квадратный метр и материалы, которые можно использовать для кровельных работ.

По ГОСТам минимальное допустимое значение стропильного шага составляет 60 см, среднее – превышает 1 м.

Для определения приблизительного шага можно воспользоваться следующей формулой: D/(D/m+1), где D – длина крыши от конька до конька, m – приблизительный стропильный шаг.

Все полученные результаты необходимо округлять до ближайшего большего целого. Очевидно, что такая формула служит исключительно для приблизительных расчетов.

Чтобы определить точный размер шага, необходимо принимать во внимание следующие факторы:

• собственный вес стропильной системы, т. е. материалов, из которых она изготовлена;
• вес материала, которым вы планируете крыть крышу;
• вес дополнительных утеплителей, уплотнителей, системы гидро- и пароизоляции;
• вес обрешетки;
• вес отделочных материалов чердака;
• климатические нагрузки (ветер, скопление снега).

Помимо вышеперечисленных нагрузок, кровля должна выдерживать вес, по меньшей мере, одного взрослого человека, чтобы в случае ремонта или установки антенны монтажник мог без опасений взобраться на крышу.

Если вы планируете установку дымоходной трубы, то ее местоположение необходимо изначально включить в расчеты, чтобы в будущем не потребовалось снимать часть кровли и устанавливать дополнительные точки опоры.

Односкатная и двускатная крыша: разница в стропильных системах

Для односкатной крыши возвести стропильную систему достаточно просто. Чаще всего стропила укладывают прямо на венец, без использования дополнительных опор и поддерживающих конструкций.

Именно поэтому максимальный угол наклона односкатной крыши ограничен 30 градусами: отсутствие дополнительных несущих конструкций и поддерживающих балок означает, что вся нагрузка ложится на стены здания и фундамент.

Оптимальный угол наклона – 15 – 25 градусов. Максимально допустимая длина пролета стропил не достигает и 6 м.

При возведении односкатной крыши обязательно учитывайте направление ветра и возможную дополнительную нагрузку от веса скопившегося на крыше снега.

Для домов, расположенных в регионах с сильными ветрами и малым количеством осадков, можно подгадать такой угол склона, при котором кровля очищается от снега за счет порывов ветра.

Двускатная крыша – это система из двух наклонных скатов, соединенных коньком. Одним из основных преимуществ такой конструкции является возможность более равномерного распределения нагрузки между стропильной системой и несущими стенами здания.

Кроме того, двускатный каркас позволяет опереть стропила друг на друга, что придает ему дополнительную прочность.

Общая прочность кровельной конструкции возрастает при приближении угла ската к 45 градусам. Именно такой наклон считается оптимальным для регионов с обильными осадками.

При повышении угла наклона, с одной стороны, значительно увеличивается устойчивость, поэтому можно брать больший стропильный шаг.

С другой стороны, повышается парусность крыши, поэтому для ветреных регионов оптимальный угол наклона не превышает 20 градусов.

Стропильная система под шифер

Несмотря на появление большого выбора современных кровельных материалов, классический вариант – шифер – до сих пор пользуется большой популярностью, в основном из-за дешевизны и легкости монтажа.

Расстояние между стропилами крыши под шифер вычисляют с учетом особенностей материала: шифер достаточно хрупкий, но в то же время способен выдерживать большие весовые нагрузки.

Допустимый диапазон стропильного шага под шифер – от 80 см до 1,5 м. Чаще всего используют усредненную длину шага, 120 см.

Поскольку сам по себе шифер весит достаточно много, материал для несущей конструкции нужно выбирать прочный, например, брусья с сечением не менее 75 мм на 150 мм.

Максимальное рекомендованное сечение брусьев – 100 мм на 200 мм. Чем толще брусья, тем активнее они впитывают влагу и тем больше деформируются.

Длина стропильного шага и толщина обрешетки взаимосвязаны: чем более прочную обрешетку вы планируете установить, тем меньше шаг, и наоборот.

Лист шифера имеет стандартную длину в 175 мм, шаг обрешетки подбирается таким образом, чтобы каждый лист шифера имел не менее трех точек опоры (одну по центру листа и две ближе к краям).

Рекомендованная толщина бруса для обрешетки под шифер – 50 – 60 мм, стандартные размеры доски для обрешетки – 30 мм на 100 мм.

Шаг обрешетки зависит от градуса уклона крыши: для пологой одно- или двухскатной крыши достаточно 63 – 67 см. Минимальный промежуток для крутой крыши составляет 45 см.

Точную длину стропильного шага под шифер вы сможете установить, только произведя точные замеры и рассчитав общий вес всех кровельных материалов.

Не забудьте учесть метеоусловия (возможность скопления снега, сильные порывы ветра) и нагрузку дополнительного оборудования (антенны или дымоходной трубы). Если на чердаке будет обустроена мансарда, то учтите вес утеплителей.

Нюансы системы для металлочерепицы

Металлочерепица – это один из самых популярных кровельных материалов на рынке. Она неприхотлива в обращении, долговечна, красиво смотрится.

Кроме того, металлочерепица – один из самых легких кровельных материалов (всего 35 кг на квадратный метр), ее можно укладывать на достаточно легкую опору, снижая тем самым нагрузку на стены здания и фундамент.

Среднее расстояние между стропилами под металлочерепицу составляет 60 – 95 см для двухскатной крыши с наклоном 20 – 45 градусов.

Размер брусьев выбирают с учетом утеплительных и гидроизоляционных материалов. Для простой кровли из металлочерепицы достаточно сечения в 50 – 150 мм.

Но в большинстве случаев для создания мансардной крыши под металлочерепицу придется уложить утеплитель толщиной в 150 – 200 мм.

С учетом веса утеплителя стропильная система должна быть более прочной, рекомендованный размер брусьев возрастает до 200 мм на 50 мм.

При расчете расстояния между стропилами учитывайте не только длину листов металлочерепицы, но утеплителя.

При правильном расположении стропил вы сможете значительно сэкономить на лесоматериалах.

Не забывайте и об особенностях монтажа крыши из металлочерепицы: этот материал плохо пропускает воздух, в результате чего под крышей часто скапливается конденсат.

Закрепите верхнюю опору стропильной системы на коньковый прогон вместо боковой части. Это позволит создать небольшую воздушную прослойку, повысит вентилируемость и поможет уберечь кровлю от разрушительной влаги.

Стропильная система под профнастил и ондулин

Отличительная особенность профнастила – это легкость и жесткость, поэтому, как и в случае металлочерепицы, требования к стропильной системе не столь высоки.

Расстояние между стропилами под профнастил должно быть в диапазоне от 60 см до 120 см. Оптимальное сечение стропильной ноги зависит от пролета между опорами.

Так, для пролета в 3 м выбирают брус размером 40 мм на 150 мм, для пролета в 5 м – размером 50 мм на 180 мм.

Какое расстояние допустимо между стропильными ногами, зависит напрямую от сечения брусьев: чем больше стропильный шаг, тем более прочный материал необходимо использовать для стропил. При выборе шага более 80 см увеличьте толщину брусьев на 20 – 25 %.

Не забывайте учитывать вес обрешетки под профнастил. Расстояние между стропилами односкатной крыши в 60 см потребует обрешетки с минимальным сечением брусьев 25 мм на 100 мм.

При стропильном шаге, равном 80 см, – 30 мм на 100 мм и т. д. Важную роль играет и угол наклона крыши: при скате менее 15 градусов под профнастил рекомендовано укладывать сплошную обрешетку, которая значительно тяжелее разреженной.

Общие рекомендации для стропильной системы под ондулин во многом схожи с требованиями, предъявляемые к системе под профнастил.

Поскольку оба обладают относительно малым весом, опорная конструкция может быть достаточно легкой, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания.

Ондулин рекомендовано устанавливать на крышах со скатом в 5 – 50 градусов. Среднее расстояние между стропилами при таком склоне составляет 600 – 900 мм.

Чем выше градус наклона, тем большее расстояние между стропилами допускается.

На двускатную крышу с уклоном менее 10 градусов рекомендуется устанавливать сплошную обрешетку, что повышает нагрузку кровельную конструкцию.

В таком случае лучше использовать более толстый брус размером 40 мм на 50 мм, а стропильный шаг свести к минимуму (60 см).

Устройство стропильной системы для четырехскатной крыши

Проблема выбора наиболее удачного устройства каркаса крыши всегда сопровождается двумя противоречивыми желаниями. Неважно, какого рода здание планируется к постройке, любой застройщик предпочел бы получить максимально симпатичную, прочную и долговечную конструкцию, при относительно небольших затратах на ее строительство. Наиболее полно приведенным требованиям отвечает четырехскатная крыша стропильная система, которая на сегодня является одним из оптимальных проектных решений для жилого фонда.

Преимущества и недостатки использования четырехскатных крыш

Даже поверхностный взгляд на четырехскатную систему крыши подсказывает, что такая стропильная система каркаса из двух пар симметричных скатов будет выглядеть намного изящнее и симпатичнее, чем упрощенный дизайн двухскатной конструкции.

Понятно, что большинство будущих заказчиков предпочитают построить стропильную систему для дома не только из-за более интересного дизайна, хотя фактор внешнего вида постройки тоже немаловажен. В первую очередь подобное решение конструкции выбирается из-за ощутимых преимуществ четырехскатной системы:

• Использование вместо фронтонов крыши двух дополнительных противолежащих скатов снижает ветровую нагрузку на всю конструкцию стропильной системы;
• Установка двух дополнительных наклонных поверхностей дает возможность удалять и сбрасывать с кровельного пирога любое количество дождевой воды, снега и льда, наиболее опасного вида влаги – водного конденсата;
• Использование крыши четырехскатной системы позволяет снизить потери тепла за счет уменьшения общей площади кровельных и фронтонных поверхностей.

Крышу в четыре ската можно смело считать более удачным решением в сравнении с двух и односкатными конструкциями, несмотря на повышенные требования к стропильной системе, качеству изготовления отдельных элементов и точности сборочных работ.

Четырехскатная стропильная система представляет собой сбалансированную конструкцию, в которой нагрузки, приходящиеся на каркас крыши от кровельного пирога, снега и ветра, взаимно компенсируются, как в карточном домике. Если попытаться собрать каркас без тщательной проектной подготовки, вместо максимальной прочности и устойчивости можно получить аварийный объект.

Недостатков у четырехскатной стропильной системы тоже хватает. Чаще всего проблемы возникают из-за необходимости предпринимать дополнительные меры по защите стыков на линии сопряжения скатов. Кроме того, потребуется на 30% больше кровельного материала, утеплителя и дорогостоящего длинномерного бруса.

Варианты четырехскатной схемы крыши

Кроме классического варианта, в котором используются две треугольные и две трапециевидные плоскости, крыша в четыре ската может строиться по одной из разновидностей каркаса:

• Ломаная датская схема. Треугольные верхушки боковых фронтонов крыши, примыкающих к коньку, совмещаются в одной конструкции с трапециевидным скатом. Получается симпатичная конструкция с крутыми основными скатами и пологими боковыми поверхностями;
  
• Четырехскатная голландская система, ее можно назвать антиподом датской схеме. В данном случае фронтоны крыши в верхней части прикрываются от дождя и снега небольшими треугольными скатами;
• Наиболее простой шатровый вариант крыши, в которой все четыре ската выполняются одного размера. Получается равносторонняя пирамида. Идеально подходит для зданий с квадратными пропорциями стен.

Все модификации четырехскатной или вальмовой схемы рассчитаны на специфические климатические условия эксплуатации крыши. Например, датские кровли хорошо противостоят ветру и большому количеству снега, тогда как «голландки» рассчитаны на то, чтобы противостоять сильным дождям и снегопадам в условиях городской застройки. Шатровые схемы с небольшими углами наклона ската используют для построек на открытой ветреной местности. Классический вариант можно использовать для любых условий, но в этом случае потребуется тщательно выверить положение здания относительно розы ветров.

Строительство стропильного каркаса четырехскатной крыши

Проще всего разобраться в устройстве стропильной системы четырехскатной крыши по чертежам. В обычной двухскатной конструкции вес стропильных балок частично передавался на коньковый прогон и на брусовую обвязку стен или мауэрлат.

Сбалансировать два ската крыши относительно несложно обычной подгонкой стропил и установкой подкосов.

В четырехскатной стропильной системе все намного сложнее, поэтому, помимо рядовых стропил, в каркасе крыши приходится использовать значительно большее количество силовых элементов:

• Накосные или диагональные стропила. С их помощью формируются боковые скаты крыши, уравновешивается стропильная система в направлении вдоль главной оси крыши;
• Центральные стропильные балки. Нередко прочности и устойчивости диагональных стропил становится недостаточно, особенно на больших по размерам крышах, поэтому приходится использовать центральные стропила, устанавливаемые на одной оси с коньковым прогоном;
• Нарожники представляют собой короткие стропила, формирующие боковые скаты крыши. Длину каждого нарожника рассчитывают и вырезают по месту установки стропило на каркас.

Кроме стропильных элементов, при постройке четырехскатной крыши обязательно используют шпренгеля, подкосы и распорки. С их помощью выполняется усиление и перераспределение нагрузки в силовых элементах крыши.

Разумеется, можно построить стропильную систему и безо всякого проектирования и расчета. Например, можно использовать брус и доску увеличенного сечения, и вместо рекомендуемого коэффициента прочности в 1,4 единицы получить двух или трехкратный запас по несущей способности. Но стоит понимать, что в таком случае вес стропильной системы и стоимость постройки четырехскатной крыши вырастет в 3 и 8 раз соответственно.

Методика расчета длин стропил четырехскатной системы

Для простейших построек, например, беседки, сарая или небольшого садового домика, можно использовать упрощенный вариант расчета длин стропильных балок. Для этого потребуется составить чертежи стропильной системы четырехскатной крыши. Для упрощения расчета выбираем классический вариант с двумя боковыми треугольными вальмами и трапециевидными основными скатами.

Основой для расчета стропильной конструкции крыши является система прямоугольных треугольников. Каждое стропило представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника. Меньший катет равен высоте стоек конька, а больший совпадает с проекцией стропило на плоскость потолочного перекрытия, которую еще называют заложением. Линия проекции пересекается с осевой или проекцией коньковой балки под углом в 45 о , что значительно упрощает расчет.

Первоначально потребуется выбрать угол наклона скатов, обычно это 20-35 о , в зависимости от конструкции четырехскатной крыши и вида кровельного покрытия. Для расчетов можно использовать теорему Пифагора для прямоугольного треугольника или стандартные таблицы с готовыми коэффициентами пересчета длин стропил для заданных углов. В таких таблицах значение угла указывается в виде десятичной дроби, например, 3:12. Это означает, что при данном угле и длине заложения в 12 м высота стойки составит 3 м. Здесь же приводится коэффициент пересчета для диагонального стропила, достаточно умножить длину заложения на величину соответствующей табличной поправки.

На первом этапе определим координаты установки вертикальных стоек конька и его длину. Для этого измеряем расстояние от угла до точки пересечения осевой линии и мауэрлата, далее откладываем полученный отрезок от угла вдоль оси конька и проводим линию параллельно стене. Точка пересечения оси и проведенной линии даст место установки одной из коньковых стоек. Аналогичную процедуру потребуется выполнить еще раз на противоположной стене, в результате получим точку установки второй стойки и длину коньковой балки.

На втором этапе, используя строительный отвес, нужно будет измерить линейкой заложение диагональной стропило, зная угол наклона ската, можно рассчитать длину накосной стропильной балки. Аналогичным образом вычисляется длина рядовых и центральных стропил.

Чуть сложнее выполняется расчет нарожников. Сначала диагональную стропильную балку размечают шагом установки нарожников, как правило, это 70-90 см. Каждый нарожник можно рассматривать, как катет треугольника. Зная величину катета и высоту точки примыкания нарожника к диагональной балке, можно легко рассчитать размер нарожного стропила.

Если в конструкции четырехскатной крыши для усиления диагоналей используются шпренгеля, то их величину можно вычислить еще проще. Чаще всего их устанавливают на расстоянии от угла в 1/3 от длины заложения.

Особенности сборки каркаса четырехскатной крыши

Процесс сборки стропильной системы четырехскатной крыши всегда начинается с установки центрального элемента каркаса – конькового прогона и вертикальных стоек. Коньковая скамейка может собираться из бруса, сечением 70х100 мм, но чаще всего стойки изготавливают из спаренной доски 50 мм. Чтобы увеличить жесткость всей системы коньковой балки и стоек, на угловые стыки набивают металлические пластины, а саму раму усиливают внутренней распоркой.

Обычно сборку стропильных балок выполняют на гвоздях, а места усиления стальными накладками фиксируют болтовыми соединениями. Прежде чем ставить стропильные балки, обычно изготавливается запильный шаблон в виде прямоугольного треугольника из листа фанеры. Острый угол должен соответствовать углу наклона скатов. С помощью шаблона вырезают на стропилах привалочные площадки для опор на мауэрлат и конек.

Процесс установки стропил начинается с монтажа центральных стропильных балок, которые обеспечат необходимую жесткость коньковой рамы в осевом направлении. Иногда обходятся без них, в этом случае сразу переходят к монтажу крайних пар рядовых стропил, но брус только прихватывают гвоздями, без окончательной фиксации к коньку.

После усиления коньковой рамы устанавливают угловые диагональные стропила. Обычно длину бруса или балки вырезают с запасом, так как верхний край нужно будет запиливать под двойным углом, сначала под углом наклона ската, после косую кромку скашивают под углом в 45 о . На последнем этапе ставят шпренгеля, подкосы, набивают нарожники и рядовые стропила.

Заключение

Наиболее сложным этапом сборки стропильной системы четырехскатной крыши считается стыковка двух диагональных балок с коньком. От того, насколько точно выполнена врезка диагоналей, зависит прочность и устойчивость всей четырехскатной крыши, поэтому большую часть времени приходится тратить на подгонку и подрезку размеров стропил. Остальная часть сборочных операций практически не отличается от постройки двухскатной стропильной системы.

Стропильная система четырехскатной вальмовой крыши своими руками

Сложное устройство стропильной системы вальмовой крыши отпугивает начинающих мастеров от ее создания своими руками. Однако, такой способ перекрытия прекрасно подходит для частных домов небольшого размера в европейской стилистике. Чтобы качественно выполнить монтаж вальмовой кровли своими руками следует провести подготовительную, проектную детальность: выполнить расчет, составить чертеж и нанести разметку. Для этих процессов необходимы базовые знания о строении стропильного каркаса, строительные нормы по выбору угла наклона кровельных скатов.

Состав стропильных ферм

Стропильная система выполняет функции опорного каркаса, на котором лежит основной вес кровли. Ее основной элемент – стропильные ноги, вальмовая кровля насчитывает 4 различных разновидности стропил:

1. Диагональные (угловые) стропила. Конструкция стропильной системы вальмовой кровли имеет 4 угловых стропильных ноги. Они продолжают коньковый брус, соединяя его с углом торцевой стены. За счет угловых стропил формируется вальмовый скат, их длина превышает аналогичный параметр рядовых. Так как диагональные ноги несут на себе вес кровельного материала вальм, а также к ним осуществляется крепеж нарожников и торцевых рядовых стропил, для изготовления требуются доски сечением 100х150 мм или сдвоенные обычные, 50х150 мм. Иногда стандартная длина пиломатериалов меньше необходимой, в таком случае требуется изготовление своими руками наборных ног, составленных из элементов. Расчет длины диагональных ног выполняют с применением специального коэффициента, путем умножения на длину рядового стропила.

Залог надежности стропильной системы – элементы одинакового сечения, изготовленные из одного и того же материала, исключение составляет лишь диагональные стропила, сечение которых должно быть толще.

Опорные конструкции

Конструкция стропильных ног не позволяет им самостоятельно выдерживать вес кровли, подспорьем в этом деле им служат дополнительные опорные элементы:

Мауэрлат. Мауэрлатный брус укладывают на верхний пояс сооружения. У бревенчатого и брусового дома роль мауэрлата играют верхние венцы, укрепленные анкерными болтами. В кирпичных или газосиликатных постройках требуется монтаж мауэрлата своими руками на цементную армированную стяжку. Очень важно рассчитать места крепления бруса так, чтобы они не совпадали с расположением стропил. Прочность мауэрлата снижается с каждым отверстием, проделанном в нем, поэтому нужно делать лишь те, что определил расчет.

Расчет составляющих стропильной системы основывается на весе кровли, размерах перекрываемого здания и величине сечения исходного материала.

Вычисление основных параметров системы

Специальные компьютерные программы облегчают вычисления параметров стропильной системы, однако расчет достаточно прост, так как основывается на тереме Пифагора о прямоугольных треугольниках. Схема вычислений выглядит так:

Первым делом своими руками измеряют ширину и длину перекрываемого сооружения. Необходимо использовать для измерений одну рулетку, каждый замер производить по два раза, чтобы избежать ошибок. На основе полученных данных составляют схематичный чертеж.

Расчет состава стропильной системы не только позволит закупить необходимое количество строительного материала, но верно определить объем фундамента, однако, учтите, кровельный материал нужно приобретать с запасом 15-25% на нахлест и подрезку.

Результатом вычислений должен стать подробный чертеж и упрощенная схема для нанесения разметки. Четырехскатная крыша может строится по готовым проектам, если использовать стандартный угол наклона.

«Золотые» правила кровельщиков

Опытные мастера-кровельщики говорят, что стропильная система крыши с торцевыми вальмами не сложнее двухскатной, если соблюдать «золотые» правила, которые сформировались за долгие годы работы:

• Использовать для изготовления стропил доски и брус одного сечения, то есть стропила и коньковый прогон выполнять из доски 50х150 мм, мауэрлат и лежень из бруса 150х150 мм.
• Выполнять расчет до начала работ по установке кровли, основываясь на неоднократно проверенных измерениях.
• Узлы стропильной системы должны быть отражены в проектной документации и проверены расчетом нагрузок.
• Выбирать сечение стропил нужно в соответствии с длиной, весом кровельного материала и перекрываемой площадью.
• Своими руками монтаж выполняют с помощью подсобника, длинные, тяжелые диагональные стропила сложно установить в одиночку.

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

Видео-инструкция

Четырехскатная вальмовая крыша своими руками — Postroyka-Dom.com

Сооружение четырехскатной вальмовой крыши сопряжено, главным образом, с проблемой конструкции угловых (накосных, диагональных или вальмовых) стропил.

Перед возведением четырехскатной крыши потребуется рассчитать на прочность стропильную систему крыши, так что необходимо снова вернуться к программе, озвученной в статье «Стропильная система».

Итак, расчет начинается с расчетной нагрузки «Нагр.(расч.)»: ее определяют путем увеличения нормативной нагрузки для обеспечения большего запаса прочности (нагрузка может быть увеличена программой автоматически от 10 до 50% — этим не стоит пренебрегать).

В качестве мауэрлата под четырехскатную крышу лучше всего заложить брус 150*100 мм. С целью равномерного распределения нагрузки балки перекрытия лучше устанавливать на доску сечением 150*50 мм, так как часть нагрузки крыши будет приходиться на несущую перегородку.

Так как его нужно на что-то опирать, под коньковый брус нужно расположить несущую перегородку (ни в коем случае нельзя опирать коньковый брус на балки перекрытия – их сечение не рассчитано на такие нагрузки). Итак, строго посередине мауэрлата устанавливается несущая балка, состоящая из двух досок сечением 200*50 мм с зазором между ними 50 мм (см. рисунок ниже).

На рисунке видно, что между досками сделаны вставки: они изготовлены из обрезков доски 150*50 мм и пришиты к несущей балке гвоздями.

После установки несущей балки необходимо изготовить так называемую «скамью»: для этого используют в качестве стоек доски 150*50 мм, а в качестве конькового бруса 200*50 мм. Каждую стойку необходимо зафиксировать временными раскосами (см. рисунок ниже). Все соединения лучше делать на саморезы, чтобы их было проще разобрать в дальнейшем.

Высоту стоек определяют по аналогии с процедурой, описанной в статье «Ломаная мансардная крыша»: изначально делается чертеж дома и его будущей крыши (с соблюдением масштабов и собственных эстетических взглядов), и по получившейся схеме рассчитывают высоту стоек.

После этого необходимо изготовить и установить стропила, упирающиеся в коньковый брус (рядовые стропила).

Для начала нужно сделать шаблон (для этого отлично подойдет дюймовая доска 150*25 мм). Порядок разметки показан на рисунке ниже (каким должен получиться шаблон показано на последнем рисунке):

После установки всех рядовых стропил необходимо разгрузить среднюю несущую балку; для этого нужно снять стойки, на которые ставился коньковый брус (после этого вся нагрузка распределиться на стены дома). После этого стойки нужно укоротить и вставить на место (при этом они должны входить между балкой и коньком свободно с минимальным усилием).

Далее приступают к процессу изготовления и установки угловых (вальмовых) стропил. Важно учесть, что угловое стропило одновременно должно находиться в 2-х смежных плоскостях скатов (только в таком случае обрешетка и кровля будут ровными и без прогибов). Лучше всего изготавливать угловые стропила из 2-х сшитых между собой досок. Сечение досок подбирается одинаковым с сечением рядовых стропил.

Как начать установку угловых стропил, показано на рисунке ниже.

Непосредственно к мауэрлату прикрепляются по два запиленных под углом 45º обрезка доски (100*50 мм) длиной примерно 25-30 см. После этого на угол, с которого начался процесс установки, крепится обрезок доски 150*50 мм, как показано на рисунке ниже (при этом важно учесть, что брусок должен стоять в том же месте, где будет располагаться правая доска будущего углового стропила).

Теперь на рядовом стропиле с помощью угольника замеряется размер, показанный на рисунке. Этот же размер нужно отметить на установленном бруске. В полученную точку вкручивают саморез (точка1).

Далее делается разметка вверху (согласно рисунку). Указанный размер равен толщине углового стропила. Важно получить сверху равнобедренный треугольник. В точку, отмеченную штрихом на рисунке, вкручиваем еще один саморез (точка 2).

Между точками 1 и 2 натягивается шнурок (на рисунке внизу изображен синим цветом). После этого упираем небольшой обрезок доски одинаковой со стропилами ширины в мауэрлат, как показано на рисунке. В точке касания карандашом делается отметка (точка 3), по которой замеряется величина опирания углового стропила.

Теперь используя малку с транспортиром необходимо замерить угол наклона углового стропила (показано на рисунке ниже):

Обозначим полученный угол как α; обрезок доски длиной около полуметра и сечением, равным сечению стропил, необходимо запилить под углом β = 90º — α. Получившуюся заготовку вверху прикладывают к точке 2 и, совмещая со шнурком, отмечают карандашом линии, параллельные рядовому стропилу справа (по этим линиям делается новый запил). В нижней части соприкосновения рядового стропила и шаблона делается еще одна отметка (точка 4), как показано на рисунке ниже.

После этого шнурок необходимо снять и замерить рулеткой расстояние между точками 3 и 4. Имея это значение можно приступать к изготовлению углового стропила.

Сначала замеряется свес рядового стропила, это значение умножается на 1,5 и к полученному результату прибавляется расстояние между точками 3 и 4. Длина углового стропила, полученная таким образом, взята с большим запасом, так что свес углового стропила необходимо будет подрезать при установке карниза.

Сшив две доски 150*50 мм, и используя шаблон, необходимо разметить и запилить верхний конец правой доски, после чего зеркально запилить конец левой доски. На получившейся заготовке откладывается расстояние между точками 3 и 4, как показано на рисунке ниже.

Выдерживая угол α и размер опирания углового стропила (11 см), делается нижний запил, после чего стропило устанавливается на место и закрепляется.

Для остальных угловых стропил запилы делаются аналогично (стоит, однако, уточнять расстояние между точками 3 и 4 – оно может отличаться на несколько миллиметров в связи с неровностями дома или мауэрлата).

Самой нагруженной частью углового стропила является точка, находящаяся на расстоянии ¼ пролета от верхней точки стропила, поэтому необходимо установить дополнительные стойки. В качестве дополнительных балок лучше всего использовать доски сечения 200*100 мм.

После этого переходят к установки так называемых «нарожников» (он будет поддерживать участок ската между накосной стропильной ногой и свесом крыши).

Для этого на мауэрлате делается разметка с необходимым шагом, а также отмечаются места расположения нарожников. Нижний запил и длина свеса нарожника одинаковы с рядовыми стропилами, поэтому изготовить крайний нарожник можно по оставшемуся шаблону. С верхним запилом придется разбираться по месту установки. Самое главное – добиться, чтобы угол между нарожником и мауэрлатом при взгляде сверху составлял 90º (см. рисунок ниже).

Используя крайний нарожник в качестве шаблона можно изготовить и все остальные: запилы на них абсолютно идентичные, различными являются только длины.

Если перекрываемый угловым стропилом пролет больше 7,5 метров, то помимо уже установленной стойки необходимо на расстоянии ¼ пролета от нижней точки опоры стойки установить дополнительную стойку (так называемый «шпренгель»), как показано на рисунке ниже.

Если пролет больше 9 метров, то стойки ставятся еще и посередине.

По окончанию установки стропильной системы можно переходить к установке карнизного свеса и обрешетки (обо всем этом Вы можете прочитать в статье «Двухскатная крыша дома»).

Что примерно должно получиться в итоге – показано на рисунках ниже.

Осмотр крыши: каркас крыши, часть 1

Кентона Шепарда и Ника Громико, CMI®

Целью серии «Освоение осмотра кровли» является обучение домашних инспекторов, а также специалистов по страхованию и кровель, как распознавать надлежащие и неподходящие условия при осмотре крутых склонов -скатные, жилые кровли. Эта серия охватывает каркас крыши, кровельные материалы, чердак и условия, влияющие на кровельные материалы и компоненты, включая ветер и град.

Мы не будем углубляться в осмотр чердаков, поскольку эта серия статей из Mastering Roof Inspections в основном посвящена распознаванию дефектов кровли, но вы должны иметь представление о двух основных, базовых системах конструкции крыши: обычные кровельные конструкции и стропильные фермы.

Вы будете оценивать каркас крыши изнутри чердачного помещения, но у нас есть технологическое преимущество. Давайте снимем крышу и покрытие стен дома и определим некоторые из наиболее распространенных элементов каркаса крыши.Мы начнем с крыши с традиционным каркасом, в которой отдельные элементы каркаса вырезаются и собираются на месте.

ОБЫЧНЫЕ КРЫШИ

Обычные стропила

Обычные стропила

Стропила, которые опираются на внешние стены внизу и соединяются с коньком вверху, называются «общими стропилами» (выделено здесь) желтым цветом).

Стропила на противоположных сторонах конька следует устанавливать парами прямо напротив друг друга — хотя, если вы видите несколько несоосных, это не является дефектом.Иногда стропила необходимо немного сдвинуть, чтобы разместить компоненты других домашних систем. На приведенном выше рисунке показано стропило, перемещенное для размещения вентиляционного отверстия.

Если вы видите много стропил, которые не выровнены, вы можете прокомментировать это, но в существующих домах не называйте это дефектом, если вы не видите разрушения. В более новых домах многие стропила, которые не выступают против, обычно указывают на некачественный каркас. Это признак того, что вам следует внимательно искать другие проблемы в конструкции крыши.

Стропила обычно устанавливаются на 24-дюймовых центрах. Если вы видите стропила, установленные с центрами более 24 дюймов, обратите внимание на признаки разрушения, такие как провисание стропил. Если вы видите проседание стропил, порекомендуйте выполнить их стабилизацию у квалифицированного подрядчика. Стабилизация обычно включает установку системы прогонов.

Вальмовые

Вальмовые крыши имеют «вальмовые стропила», которые ориентированы по диагонали к коньку и наружным стенам. Бедренные стропила называются просто «бедрами» и показаны здесь коричневым цветом.Бедра опираются на внешний угол внизу и соединяются с гребнем на вершине.

Стропила, которые опираются на внешние стены внизу и соединяются с бедром наверху, называются «опорой для бедра» и показаны здесь фиолетовым цветом.

Долины

Там, где гребни меняют направление, создается внутренний угол, который перекрывается «стропилами долины» или просто «долиной», показанной здесь зеленым цветом. Долины также ориентированы по диагонали к гребню и наружным стенам.Долины опираются на стены во внутреннем углу внизу и соединяются с гребнем наверху.

Стропила, которые соединяются с долиной в нижней части и соединяются с гребнем наверху, называются «долинами» и показаны здесь голубым цветом.

Обычный гребень

На рисунке показан обычный гребень (окрашен в оранжевый цвет). В домах с обычными коньками стропила поддерживают вес крыши и передают нагрузку на крышу через стены на фундамент и, наконец, на почву.Маршрут, который проходит под весом крыши через элементы каркаса к грунту, называется «путем нагрузки».

Назначение конька состоит в том, чтобы обеспечить простой способ соединения стропил на пике крыши и обеспечить лучшее крепление гвоздями на пике.

В старых домах может вообще не быть гребня. Когда-то в разных частях Северной Америки это было обычной строительной практикой, и это не является дефектом, пока стропила противостоят друг другу.

Спроектированная древесина, используемая для обрамления крыш, предъявляет очень специфические требования к соединениям, и их обсуждение здесь выходит за рамки этой серии.Производители металлических соединителей для металлоконструкций публикуют спецификации подключения в своих каталогах и на своих сайтах.

Стропила

В домах с плоскими потолками и чердачным пространством основания противоположных стропил должны быть скреплены между собой балками перекрытия, которые образуют «стропильные связи». Когда стропила устанавливаются перпендикулярно балкам потолка, стропильные балки обычно опираются на балки потолка.

Стропильные шпалы не позволяют весу крыши раздвигать верхушки стен и вызывать провисание конька.

Хомуты

Хомуты соединяют верхние концы противоположных стропил. Их следует устанавливать на все остальные стропила в верхней трети крыши. Их цель — предотвратить подъем. Следует ли их устанавливать — вопрос инженеров. Они не всегда необходимы, поэтому их отсутствие не является дефектом, но когда вы их видите, они должны быть установлены правильно.

Здесь вы можете увидеть хомуты, установленные в верхней трети крыши, и стропильные шпалы, установленные низко и наложенные на стену.

Системы прогонов

Вы также можете увидеть систему прогонов.

Системы Purlin предназначены для уменьшения расстояния, которое должны преодолевать стропила. Они состоят из креплений, прибитых к нижней стороне стропил и поддерживаемых диагональными распорками.

Днища распорок прогонов должны опираться на верхнюю часть несущей стены.Раскосы, которые опираются на балки потолка или каким-то образом передают нагрузку с крыши на нижний потолок, являются дефектными установками. Если вы видите распорки, которые опираются на балки потолка, поищите провисание потолка.

Раскосы обычно устанавливаются на каждое второе стропило и должны быть под углом не более 45 °.

Вот система прогонов, установленная в гараже старого дома. У них нет центральной стены, на которой можно было бы удерживать распорки, они опираются на прочную спинку, опирающуюся на балки потолка.Проседания не было, поэтому в акте осмотра замечаний не было.

Системы Purlin создавались разными способами — одни лучше, другие. Современные строительные нормы и правила призывают к тому, чтобы подпорки были равными или большими по размеру, чем размеры стропил, но большинство балок, которые вы увидите, не будут соответствовать этому требованию. Если вы знаете, что дом должен был соответствовать этому кодексу, когда он был построен, назовите это дефектом; в противном случае ограничьте осмотр поиском признаков неисправности, таких как провисание или сломанные стропила и сломанные компоненты.Кроме того, обратите внимание на неправильную установку, такую ​​как распорки, опирающиеся на балки потолка, распорки, но без подпорки, и слишком мало распорок.

В старых домах в некоторых районах обычно не найти защитников. Это проблема качества, если только крыша не провисает; тогда это структурная проблема, и вам следует порекомендовать ее квалифицированному подрядчику.

Термин «прогон» имеет несколько разных значений в зависимости от того, в какой части Северной Америки вы находитесь, о какой части крыши вы говорите, а также от происхождения человека, с которым вы это обсуждаете, так что не надо. Не удивляйтесь, если кто-то попытается вас поправить.

Структурный гребень

Дома со сводчатыми потолками обычно не имеют стропил, чтобы стены не расширялись, а гребень не провисал, поэтому в них используется структурный гребень. В доме со структурным коньком конек состоит из балки, достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузку на крышу без провисания.

Overframe

Когда вы находитесь внутри чердака, вы можете увидеть состояние, при котором конек и несколько домкратов одной секции крыши обрамлены поверх существующей крыши.

Это называется «оверфрейм» и довольно часто встречается в определенных областях. Построен правильно, конструктивно прочный.

Часто можно увидеть, как часть обшивки крыши удалена, чтобы обеспечить проход между чердачными помещениями. Если вы не можете пройти на часть чердака, порекомендуйте, чтобы ее осмотрел квалифицированный инспектор после того, как будет предоставлен доступ. Это особенно важно, если в нем есть сантехника или электрические компоненты.

******************************************* ******

Неровные стропила вальмовой крыши

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

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

.

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

.

Выбор режима входа может полностью отличаться от режима выхода

Режим меню ввода
1. Имперские / английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию … использовать стандартные американские значения шага более 12.
2. Метрическая система с основанием 300 мм —— 300 мм составляет 11,81102 дюйма, аналогично использованию американских квадратов, напечатанных в дюймах.
3. Десятичное основание 10 дюймов —— используйте эту опцию при работе с касательными или при использовании квадрата кадрирования основного кадра Chappell умножьте тангенс угла на 10
4. градусов

Выбор режима вывода может полностью отличаться от режима ввода

Режим меню вывода
1. Британские / Английские дюймы с основанием 12 — по умолчанию.. используйте американские стандартные шаги более 12.
2. Метрическое основание 300 мм —— 300 мм составляет 11,81102 дюйма, аналогично использованию американских квадратов для обрамления.
3. Десятичное основание 10 дюймов —— используйте эту опцию при работе с касательными или при использовании квадрата кадрирования основного кадра Chappell

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

• Обычный спуск стропил
• Пролет стропил обыкновенный
• Обычный подъем стропил
• Общая длина стропил
• Бег по стропилам от бедра
• Длина стропила для бедра
• Длина стены карниза — такая же, как у несущего стропила

Вылет с вылетом
Этот параметр меню позволяет вам установить большой шаг по вылету стропил.Длина свеса стропил малого шага рассчитывается исходя из подъем стропильного свеса большого склона. Маршруты с большим и малым свесами будут одинаковыми только в том случае, если одинаковы большие и второстепенные участки.

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

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

• Перепад вальмовых стропил для выравнивания плоскости крыши — только односкатные крыши
• Стропила бедра, смещение основной перпендикулярной линии стропила бедра.
• Смещение опоры стропила бедра, прилегающее перпендикулярно линии бега стропила бедра.
• Смещение основной опоры стропил бедра по линии карниза.
• Смещение опоры стропил бедра, смежное по линии карниза.
• Длина стропила первого домкрата до длинной точки пропила под углом
• Длина стропила первого домкрата прилегающего шага до длинной точки косого пропила
• Отметка глубины опоры стропила бедра

Глубина стропила бедра, глубина материала основного материала
Эта опция меню позволяет вам установить глубину стропил, которая используется для расчета:

• Высота среза по отвесу основной стропилы
• Высота отреза по отвесу прилегающих стропил
• Высота среза по отвесу для бедра

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

• Подъем на вершину хребта
• HAP — Высота над пластиной (высота каблука)
• Длина пропила на уровне подседельного шва прилегающего шага

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

• Подъем на вершину хребта
• Длина стропила для бедра по отвесу, чтобы отвесить по центральной линии стропила до конька.
• Hip Rafter Long Point Length to Ridge — продольный вырез бокового стропила от бедра
• Длина основных стропил до конька
• Длина смежных стропил до конька

Схема расположения тазобедренных стропил

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

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

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

Смещение линии отвеса стропила бедра на пике HR
Нарисуйте линию, параллельную линии отвеса стропила бедра на пике HR, сдвиньте размер, используя Размер сдвига линии отвеса стропила бедра на вершине стропила бедра.Смещенный отвес позволит выровнять края вальмового стропила для выравнивания плоскости крыши. с верхними кромками общих стропил у конька. Используйте указанные углы скоса пильного полотна вдоль этих смещенных отвесных линий, чтобы обрезать углы бокового среза бедренного стропила. Обрезка отвеса бедра стропила с заданным углом скоса пильного полотна сформирует углы скоса бокового среза стропила бедра на вершине стропила бедра.

Глубина подкладки тазобедренного стропила
Проведите линию сбоку от тазобедренного стропила, используя этот размер.

Линии отвеса тазобедренного стропила обрезаются до того, как вы откладываете тазобедренное стропило. угол опоры стропила бедра.

Пример смещения стропила бедра

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

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

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

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

Границы | Разрушения каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Результаты

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

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

Анализ обследования повреждений

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

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

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

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

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

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

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

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

Статистический анализ возникновения отказов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Аналитический метод

Подход и предположения

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

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

Анализ спроса и мощности секций стропильных и каркасных крыш

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

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

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

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

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

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

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

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

Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой рамно-шатровой крыши.

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

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

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

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

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

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

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

Расчет вместимости

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

Расчеты совместных нагрузок включают определение пропускной способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт опорных пластин, 2007; Канадский институт опорных пластин, 2014). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и уравнений из Справочника по дизайну древесины Канады (Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты поддержки мощности включают в себя те, для сопротивления снятия ногтей и бокового сопротивления.

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

Результаты спроса и мощности

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

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

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

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

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

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

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

Ограничения

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

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

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Авторские взносы

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

Заявление о конфликте интересов

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

Благодарности

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

Список литературы

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

Фермы вальмовой крыши — Roofgenius.com

Принятие решения о строительстве нового дома — одно из важнейших решений, которое вы должны принять в своей жизни.Поэтому, если вы решили начать строительство, следующим важным решением будет выбор типа крыши. Ваш стиль крыши может добавить красоты вашему дому и экстерьеру. В этом отношении есть несколько вариантов, вы должны выбрать лучший в зависимости от местоположения вашего дома.

Один из вариантов, который очень популярен и имеет много преимуществ — это фермы вальмовой крыши. Если вы выберете этот стиль крыши, вы увидите, что ваш дом выглядит более привлекательным и привлекательным на фоне окружающих.Однако строительство фермы крыши — непростая задача, но если вы узнали, как строить эти фермы, это будет действительно полезно для красивого строительства.

Фермы конька и стропила вальмовой крыши

Что такое вальмовая крыша в строительстве?

Этапы строительства вальмовой крыши

Вальмовая крыша состоит из четырех различных сторон, каждая на четырех стенах дома. Они наклонены вниз и имеют форму пирамиды.Фермы вальмовой крыши представляют собой готовый деревянный каркас, который не виден снаружи. Эти фермы являются одной из самых важных частей конструкции вальмовой крыши, поскольку они обеспечивают устойчивость во время и после строительства вальмовой крыши. Ниже приведены важные шаги, которые необходимо выполнить, чтобы построить красивую вальмовую крышу.

1. Прежде всего необходимо измерить и распилить стропила и коньковую доску.
2. После этого нужно прибить два общих стропила к одной стороне коньковой доски, затем разместить коньковую доску по порядку и прибить оставшиеся два стропила.
3. Двигаясь вперед, необходимо измерить угол до стропила конька, чтобы определить длину стропила вальмы.
4. Вы должны знать, что прикрепите веревку или веревку к стропилам бедра, чтобы они оставались прямыми для оставшейся установки.
5. Наконец, нужно измерить, а затем разрезать стропила домкрата, прикрепить их гвоздями по четырем углам. Чтобы они не сломались и не согнулись под нагрузкой, вы должны немного надавить на них.

Ошибки при строительстве ферм вальмовой крыши

Есть несколько типичных ошибок, которые могут возникнуть при строительстве ферм вальмовой крыши.Вот некоторые из них.

Неправильный материал стропильных ферм

Распространенной ошибкой, которая может вызвать много опасностей, а также привести к потере денег, является использование неподходящего материала. Неправильный материал означает, что размер или конструкция не соответствует требованиям вашего проекта. Так что если у вас есть сомнения по поводу стропильных ферм вальмовой крыши, вам необходимо обратиться к специалисту.

Еще одна серьезная проблема возникает при неправильном измерении. Это распространенная ошибка, которая иногда возникает из-за неправильного чтения.

Конструкция ферм вальмовой крыши: ошибки

Другая распространенная ошибка — неправильная установка ферм или стропил. Перед окончательной отделкой необходимо убедиться, что все стропила и фермы находятся на правильных местах и ​​под углами.
Это несколько распространенных ошибок, которых можно избежать, если сосредоточиться на своей работе и делать ее очень осторожно. Небольшая небрежность может привести к неприятностям.

Почему форма крыши так важна как фактор дисконтирования

Крыша — это первый слой, на который действительно начинают действовать ветер, град, лесные пожары и другие опасности.Это путь к гораздо большему ущербу, если он будет нарушен. Итак, для страхования жилья крыша — самая важная часть дома. Вот почему геометрия или форма крыши играет важную роль в скидке на страховой взнос домовладельца во Флориде. Здесь мы четко разделим шатровую крышу и шатровую крышу Vs. Двускатная крыша — два самых распространенных типа крыш.

КОНСТРУКЦИИ

Двускатные крыши имеют две стороны, а вальмовые — четыре. Двускатная крыша состоит из двух наборов параллельных стропил, которые прикрепляются к ферме, наклоняются вверх и встречаются у коньковой доски, причем кусок пиломатериала простирается по всей длине конструкции.На месте вертикальные стороны конструкции доходят до фасции, образуя вершину треугольной формы.
Вальмовая крыша состоит из более короткой коньковой доски и нескольких типов стропил: обычных, домкратных, торцевых и вальмовых. Следовательно, это более сложная конструкция. На двускатной крыше стропила сходятся у коньковой доски. На вальмовой крыше у коньковой доски сходятся общие стропила. Кроме того, концевые стропила должны совпадать с концами коньковой доски, тазобедренные стропила должны иметь уклон от углов до коньковой доски под углом 45 градусов, а домкратные стропила пересекают тазовые стропила на всем пути до коньковой доски с перпендикулярных сторон.

Стоимость

Вальмовые крыши более сложны и трудоемки в строительстве. Даже если квадратные метры крыши у двускатной и вальмовой крыши будут одинаковыми, подрядчик, скорее всего, потратит больше времени на создание вальмовой крыши. Так что это дорого. А двускатные крыши строить проще и дешевле.

Защита от ветра

Вальмовые крыши более устойчивы к ветру во время шторма. Треугольный «фронтальный конец» склонен к обрушению под ураганным ветром, если он не закреплен должным образом, с эффектом домино, сбивающим ряд элементов каркаса крыши при обрушении фронтонного конца.

Премиум скидка

Двускатная крыша, закрывающая открытую входную зону, и крыша крыльца, которая прикреплена к основной конструкции только на фасаде, а не над закрытым жилым пространством, не считаются вычетами при расчете длины периметра вальмы. Кроме того, очень пологая или плоская крыша, которая составляет более 10% общей площади крыши над жилым пространством дома, отменяет все другие расчеты и исключает скидку.

Вальмовые крыши показали в ходе испытаний в аэродинамической трубе, что они значительно более устойчивы к ураганам, чем двускатные крыши.Итак, существует скидка на страхование от урагана для домовладельцев во Флориде, у которых форма крыши не менее 90% бедра. Расчет производится путем измерения длины периметра (края на фасции) крыши, имеющей форму вальма, как пропорцию от общего периметра.

стропил для приложений Android Pryamid Hip Roof Rafters

Эта математика работает только с углами наклона 90 °

Пошаговая разметка шатрового стропила для пирамидальной крыши.

Пример неравноскатной пирамидальной крыши с скатными крышами 8:12 и 12:12.

Угол свеса крыши = 90,00 °

8:12 Угол наклона крыши = 33,69007 °

12:12 Угол ската крыши = 45,00 °

Угол наклона тазобедренного стропила = 29,01714 °

8:12 Угол в плане = 56,30993 °

12:12 Угол в плане = 33,69007 °

Шаг 1:

Сначала нанесите отвес на тазобедренном стропиле для длины свеса тазобедренного стропила и длины тазобедренного стропила.

Шаг 2:

На следующем рисунке показано расположение отметки смещения основного тазобедренного стропила . Размер перпендикулярно. к тазобедренному стропилу и положению отметки глубины подкладки тазобедренного стропила на тазобедренном стропиле без подкладки.Используйте эти два измерения, чтобы начать разметку вальмового стропила. Бедренное стропило не будет выдвигаться, пока на материале бедренного стропила не будут нанесены все разметки. Вам понадобится линия глубины опоры для бедра, проведенная сбоку от бедра, чтобы установить место / высоту среза бедренного стропильного сиденья.

Шаг 3:
На следующем рисунке показано расположение метки бокового выреза стропила бедра Размер для ступни углов бокового выреза и расположение углов бокового выреза стропил у подножия стропила бедра .Отметьте размер метки бокового выреза для стропил для углов бокового выреза Нога на верхней части стропила бедра. Затем проведите линии обратно к центральной линии бедра, где они пересекаются с отметкой отвеса. Углы среза бедренной стропильной стороны у подножия тазобедренного стропила противоположны углам среза бедренной стропильной стороны на вершине тазобедренного стропила.
Шаг 4:
На следующем рисунке показан отвес тазобедренного стропила и расположение опорных углов Hip Rafters Plumb Backing Angles на конце тазобедренного стропила по отношению к тазобедренным стропилам. линии глубины подкладки по бокам вальмового стропила.
Шаг 5:
Используйте размер метки смещения основного тазобедренного стропила перпендикулярно к тазобедренному стропилу и метке бокового выреза стропила Размер для углов бокового выреза Ступень , чтобы нарисовать углы бокового среза на бедрах стропила. место выреза сиденья. Проведите отвес на отметке углов среза боковых стропил. Разметьте HAP общих стропил по отвесу от линии глубины подкладки бедренных стропил. Затем нарисуйте линию, перпендикулярную (90 °) отвесу для ровного среза сиденья.

Установите угол наклона пильного полотна на 33,69007 °, чтобы сделать вертикальный разрез бедра стропила на стороне ската крыши 8:12 тазобедренного стропила. Угол скоса 29,01714 ° и угол скоса пильного полотна 33,69007 ° обеспечивают составной угол скоса 37,32054 °. 90,00 ° — 37,32054 = 52,67946 °. Это угол среза бедренной стропильной балки у подножия бедренного стропила на стороне крыши с уклоном 8:12.

Установите угол скоса пильного диска на 56,30993 °, чтобы сделать вертикальный срез бедра стропила на стороне ската крыши 12:12 тазобедренного стропила.Угол скоса 29,01714 ° и угол скоса пильного полотна 56,30993 ° обеспечивают составной угол скоса 59,75854 °. 90,00 ° — 59,75854 = 30,24146 °. Это угол среза бедренного стропила у подножия бедренного стропила со стороны ската крыши 12:12.

Шаг 6:
Используйте пик для метки размера метки бокового среза основного стропила бедра и пик размера метки бокового среза смежного стропила бедра , чтобы нарисовать углы среза бокового среза стропил на бедрах. пик.

Математика для расчета метки размера метки бокового выреза на стропилах бедра Пик .

Размер метки бокового выреза стропила основного бедра Пик =
Размер метки смещения стропила основного бедра, перпендикулярный линии подъема стропила бедра ÷ tan (угол бокового среза стропила основного бедра)

Размер метки бокового выреза стропила основного бедра Пик = 2 7/16 «÷ тангенс (30,24146 °) = 4 3/16»


Размер метки среза соседнего стропила на бедрах Пик =
Размер метки смещения соседнего стропила, перпендикулярный линии бега стропил ÷ tan (угол бокового среза соседнего стропила)

Размер метки бокового среза соседнего стропила Пик = 1 1/16 «÷ загар (52.67946 °) = 13/16 «

Шаг 7:
Закончите обрезку углов бокового среза бедренного стропила на вершине / вершине бедренного стропила.

Установите угол наклона пильного полотна на 56,30993 °, чтобы сделать вертикальный разрез бедренной стропильной головки со стороны наклона крыши 8:12 тазобедренного стропила. Угол скоса 29,01714 ° и угол скоса пильного полотна 56,30993 ° обеспечивают составной угол скоса 59,75854 °. 90,00 ° — 59,75894 = 30,24146 °. Какой угол среза бедра на вершине стропила на стороне уклона крыши 8:12.

Установите угол наклона пильного полотна на 33,69007 °, чтобы обрезать тазобедренный стропил по отвесу на стороне ската крыши 12:12 тазобедренного стропила. Угол скоса 29,01714 ° и угол скоса пильного полотна 33,69007 ° обеспечивают составной угол скоса 37,32054 °. 90,00 ° — 37,32054 = 52,67946 °. Каков угол среза бедренного стропила на вершине бедренного стропила на стороне крыши с уклоном 12:12.

Шаг 8:
Установите угол наклона пильного полотна на уровне Основной опорный угол стропил для бедра и прилегающий опорный угол для стропил , чтобы обрезать скосы на краю бедра вдоль линий глубины опоры стропила бедра.Скосы кромки бедра создают углы среза стороны стропила домкрата на вершине стропила бедра, а скосы кромки стропила бедра образуют углы обшивки крыши у подножия стропила бедра.

На следующем рисунке показаны ублюдочные бедра, соединенные на вершине пирамидальной крыши.

На следующем рисунке показаны углы среза стороны стропил домкрата на вершине пика пирамидальной крыши, которые являются результатом тазобедренные стропила откатываются.

Следующий рисунок показывает геометрическое развитие пирамидальной крыши.

Как привязать к вальмовой крыше | Home Guides

Вальмовая крыша имеет четыре ската к общему карнизу по всему дому. Центральная часть вальмовой крыши обрамлена так же, как двускатная крыша, с общими стропилами от пика до двух внешних стен. Вальмовые концы обрамлены диагональными стропилами от пика до углов стены, с одним общим стропилом в центре от пика до стены и угловыми стропилами-домкратами для соединения скошенных бедер с общими стропилами. Большинство соединений крыши будет выполнено на двускатной стороне.

Удалите черепицу и обшивку крыши с места, где новая крыша будет соединяться, используя инструмент для снятия черепицы, монтировку и сабельную пилу, чтобы обнажить стропила существующей крыши. Подкрепите отдельные стропила на дополнительной стороне, прибив горизонтальные доски между этими стропилами и дополнительными стропилами на другой стороне крыши.

Отрежьте два стропила 2 на 4 или 2 на 6 дюймов по уклону добавляемой крыши. Подберите размер этих стропил к стропилам или фермам на новой крыше.Используйте квадратик скорости, чтобы обозначить угол; установите точку поворота квадрата в верхней части доски и поверните ее до тех пор, пока угол наклона шкалы «общего верхнего среза» не совпадет с верхней частью доски.

Прибейте эти «долинные» стропила, чтобы сделать края нового соединения крыши, к существующим стропилам с помощью гвоздей 16d и молотка. Сформируйте стропила долины в виде перевернутой буквы V с точкой на вершине существующей крыши или на высоте добавленного пика крыши и концами на стене дома.

Установите пару стропил или сборную ферму на стены или другие горизонтальные опоры новой крыши. Прикрепите стропила или ферму по уровню и закрепите концы к стенам или опорам с помощью гвоздей. Сделайте отметки с шагом 24 дюйма с помощью рулетки и карандаша от существующей крыши до первых новых стропил. Измерьте каждое пространство и отрежьте отдельные короткие стропила, чтобы соединить стропила долины и новую крышу. Закрепите эти короткие стропила гвоздями на пальцах ног по диагонали в долине и на внешних стропилах.

Соединить коньковую доску новой крыши, если таковая имеется, с вершинами стропил ендовы или коньковой доской на существующей кровле; это будет зависеть от стиля соединяемых крыш. Заменить обшивку на старой крыше, разрезать панели так, чтобы они вписывались в ендовы, и положить обшивку на новую крышу. Установить в ендовы металлический фартук с помощью гвоздей. Замените черепицу на старой и новой крышах.

Писатель Биография

Боб Харинг был писателем и редактором новостей более 50 лет, в основном в Associated Press, а затем в качестве исполнительного редактора Tulsa, Okla.»Мир.» После выхода на пенсию он пишет рассказы о внештатных сотрудниках и еженедельно ведет колонку по компьютерной безопасности.