У четырехскатных крыш масса увесистых преимуществ. В их числе фигурируют эстетические качества и существенное снижение ветровой нагрузки. За счет отказа от фронтонных стенок сокращается итоговая стоимость сооружения. Однако в технологическом отношении вальмовые конструкции относятся к одному из наиболее сложных вариантов, нуждающихся в тщательном подборе пропорций и обязательном проектировании.
В обязательном порядке необходимо сделать расчет четырехскатной крыши, требующийся для безупречного результата строительства. Как это правильно сделать мы и будем разбирать в данной статье.
Типичные представители класса четырехскатных крыш – вальмовые и шатровые разновидности с соответствующим количеством скатных плоскостей. Основным признаком является отсутствие торцовых стенок, благодаря чему создается своеобразная «обтекаемая» форма.
Подобная конфигурация весьма популярна в регионах, характеризующихся высокой ветровой нагрузкой, активно востребована в областях с редкой растительностью и в горных районах.
Эффектные очертания вальмовых крыш послужили основанием для ощутимого расширения сферы использования. Означенные схемы применяют не только ради снижения действия порывистых ветров, но и из чисто архитектурно-дизайнерских соображений.
К тому же крыши с четырьмя скатами способствуют отводу дождевой воды, а при грамотном подборе крутизны еще и препятствуют накоплению снежных залежей.
Элементы крыши с четырьмя скатами
Из-за наклонного положения торцевых плоскостей, форма скатов этого вида конструкций далека от прямоугольника. По геометрическим показателям в вальмовых крышах их делят на две симметричные пары равнобедренных треугольников и трапеций. Треугольники, называемые вальмами, как раз и легли в основу технического термина. У шатровых крыш с квадратом в основании есть только вальмы.
Разберем устройство основного вальмового варианта как наиболее яркого представителя класса четырехскатных крыш. Если рассматривать их центральную часть без наклонных торцевых участков, то сложно не заметить сходства со стандартной двускатной крышей.
Сооружают центральную часть по аналогии с двухскатными конструкциями, применяя . Приоритеты у наслонного типа, согласно которому стропилины опираются на расположенную в вершине крыши прогонную балку. Она определяет коньковый излом или иначе ребро. Сам прогон устанавливается на прогонную раму, состоящую из стоек и уложенного горизонтально лежня. Жесткость рамы обеспечивает несколько ветровых связей.
Прогонную раму вальмовой крыши необходимо опереть на надежное основание. Оптимальную базу представляет несущая стена, расположенная в центре обустраиваемой коробки. Вместо одного центрального прогона в многопролетных вальмовых стропильных системах может быть два параллельных аналога, опирающиеся на две несущие стены.
В случае отсутствия несущих стен, пригодных для установки на них прогонной рамы, основанием для устройства вальмовой обязано стать мощное перекрытие. Оно должно выдерживать давление стропильной системы вместе с компонентами кровельного пирога и со всеми разновидностями атмосферных нагрузок.
При использовании в качестве перекрытия бетонных плит можно сооружать крышу любой степени сложности. Бетонное основание без проблем выдержит установку многочисленных конструктивных деталей, вес материала, мощные снеговые залежи в разжелобках. Особо рассчитывать детали четырехскатной крыши дома с подобным верхним перекрытием нет необходимости, если оно было проверено на сосредоточенное воздействие.
При устройстве балочного деревянного перекрытия прогонную раму устанавливают на толстый брус 100×200 мм или 150×200 мм, из которого его и сооружают. Из аналогичного материала выполняют сам прогон и лежень, если он используется в строительстве крыши. Подставки под стойки прогонной рамы укладывают в крест балкам перекрытия. Их, ветровые связи и подкосы стоек выполняют из бруса 100×150 мм.
Все сложность устройства четырехскатной конструкции заключается в устройстве опоры для вальм и сопряженных с ними зон основных скатов. Для этого углы коробки соединяют с коньковым прогоном диагональными стропилинами, именуемыми иначе накосными стропильными ногами.
Плоскость скатов в зоне расположения вальм формируют нарожники – укороченные стропильные ноги, устанавливаемые с шагом, равным шагу установки рядовых наслонных стропилин. Диагонали в некотором роде выполняют функцию конькового прогона, т.к. опирание коротких стропильных ног производится именно на них. Потому их чаще всего выполняют из сдвоенной доски, используемой для устройства стропильной системы.
Сшивание двух досок для устройства диагональных стропил позволяет решить несколько значимых задач одновременно:
- Увеличивает несущую способность, благодаря чему насосная нога без повреждений и смещений относительно элементов системы держит вес кровельного пирога, осадков и обслуживающего работника при необходимости проведения ремонта.
- Позволяет сформировать условно неразрезанную балку длиной, необходимой для перекрытия пролета от края конькового прогона до угла. Стандартной длины доски, применяемой в строительстве стропильной системы обычно для этого недостаточно. Сплачивание со смешением края доски позволяет увеличить длину и толщину.
- Предоставляет возможность применять в строительстве системы доски одной высоты, что исключает необходимость в подгонке и дополнительных расчетах.
Проще говоря, с материалом одного размера существенно проще работать, где надо банально спаривая его, и применяя без сдваивания там, где не надо.
Когда накосной стропилине приходится перекрывать большой пролет, для обеспечения ее жесткости устанавливают дополнительные опоры. Их выполняют в виде стоек из бруса или спаренной доски, подкоса или шпренгельной фермы.
Дополнительные опоры используются в следующем порядке:
- Если длина диагональной стропилины не превышает 7,5 м, жесткость конструкции обеспечивается одним подкосом. Низ его упирают в лежень, верх в стропильную ногу. Элемент располагают ближе к коньковому прогону, устанавливают под углом 45–53° по отношению к горизонту.
- Если длина накосной стропильной ноги до 9 м, кроме подкоса используется еще одна опора. Это стойка или шпренгельная ферма, установленная на расстоянии в четверть пролета от угла коробки.
- Если длина диагонального элемента больше 9 м, кроме перечисленных опор вводится еще одна стойка по центру пролета. На ж/б перекрытие ее устанавливают через гидроизоляцию прямо на основание. На деревянном перекрытии под нее устраивают горизонтальную балку-подставку.
Сращивание двух досок накосной стропилины выполняется так, чтобы места состыковки не приходились на опору. Отступить следует на расстояние равное 0,15×L, где L – это полная длина перекрываемого диагональю пролета.
Учитывая такое количество конструктивных нюансов, перед строительством вальмовой крыши необходимо все досконально спроектировать и рассчитать. В процессе создания проекта он, естественно, будет корректироваться и изменяться, чтобы в конечном итоге элементы системы смогли взаимосвязано работать.
Чердак как конструктивная составляющая
Все элементы четырехскатной кровельной конструкции могут быть объединены в цельную систему, т.е. не иметь чердака. Указанные виды крыш называют совмещенными. Их сооружают над мансардами или над хозяйственными постройками, в которых нет смысла отделять кровельную конструкцию от помещения верхним перекрытием. Если же они разделяются чердаком, крыши называются чердачными. Это наиболее распространенный в жилищном строительстве вариант.
Чердачное пространство четырехскатных конструкций редко обустраивают с целью эксплуатации. Дело в том, что скошенное положение всех скатных плоскостей существенно ограничивает полезную площадь. Помещение с просветом, достаточным для распрямления в полный рост, получается слишком маленьким, что особенно заметно, если загородное имение не отличается внушительными габаритами.
Если нет предпосылок для обустройства чердака, утепление проводят по верхнему перекрытию. Если все же планируется использование пространства, то теплоизоляцию закладывают между стропилинами. Ввиду перечисленных причин необходимо на стадии разработки собственного проекта определиться с назначением чердака, т.к. это решение повлияет на последующие расчеты.
Шаг установки стропильных ног
Шаг между стропилинами – обычно величина относительная, ее можно слегка увеличить или уменьшить в пределах, указанных производителем кровельного покрытия. Например, под стопила можно устанавливать через равные расстояния, значения которых находятся в интервале 0,6 – 0,9 м.
Разброс заметный, но практически не влияющий на несущую способность стропильной системы. Потому что при увеличении шага некоторое ослабление конструкции нивелирует обрешетка, для устройства которой берут брусок большего размера. Таким же образом поступают, если укладывать предстоит профнастил. А вот под битумную черепицу шагу позволено достигать значений в 1,0 – 1,2 м, потому что кровля укладывается на сплошную обрешетку из листовой фанеры.
Традиционный алгоритм выбора шага для конструкций без утеплителя заключается в разбивке стены на равные отрезки. При сооружении утепленной крыши ориентируются на ширину плит теплоизоляции, чтобы они смогли полностью заполнить пространство между стропилинами без прирезанных кусков.
Подбор угла наклона скатов
Определение верного наклона скатных плоскостей избавит от проблем в эксплуатации и многократно увеличит сроки службы кровельной системы. Указанный угол задает высоту конька и геометрические пропорции конструкции. Потому перед тем, как начать рассчитывать размеры стропилин для четырехскатной крыши, следует досконально разобраться с этим параметром.
Вальмовая конструкция может быть практически плоской, пологой и довольно крутой. В выборе угла наклона скатов есть огромное количество факторов, требующих безоговорочного учета, это:
- Вес кровельного покрытия. Чем больше удельная масса материала, распределенного на один метр крыши в проекции на основание, тем круче должна быть конструкция. Таким способом снижается общая нагрузка на стропильную систему.
- Размер элементов покрытия. Чем меньше детали штучной кровли, к примеру, керамической черепицы, тем больше вероятность просачивания воды через ее многочисленные соединения. Чем меньше стыков между крупногабаритными листами, тем более низким разрешено быть углу ската.
- Регион строительства. В областях с обильным выпадением снега зимой скаты крыш принято располагать под углом от 45º, что полностью исключает задержку осадков на поверхности кровли. В местностях с внушительной ветровой нагрузкой оптимальная крутизна крыш 4 – 7º.
- Высота дымоходной трубы. Учитывается для твердотопливных печей и каминов. Общая высота дымового канала должна быть не менее пяти метров с учетом отрезка за пределами кровли. Для небольшого одноэтажного домика с пологой крышей подобный вариант не подойдет, придется выбрать другой дымоход и тип отопительного агрегата.
- Противопожарные требования. Необходимо соблюдать для чердачных конструкций. Размер чердака обязан обеспечивать сквозной проход по верхнему перекрытию высотой не менее 1,6 м. Минимальная ширина прохода 1,2 м.
Для небольших чердачных отсеков длиной до 2 м размеры прохода в обоих направлениях допускается уменьшить на 0,4 и 0,3 м соответственно.
Все вышеописанные обстоятельства необходимо учитывать при проектировании крыши. Без грамотного проекта нельзя приступать к расчетам. Не стоит пугаться многократных переделок и подгонок под реальный материал и специфику коробки дома. Корректировки неизбежны, но провести их лучше на бумаге или мониторе, чем исправлять на объекте.
Кроме того, на стадии проектирования нужно выбрать способ формирования карнизных свесов. Их можно обеспечить установкой стропильных ног с выпуском за мауэрлат и стену. Второй вариант – полное опирание спиленной в горизонт нижней пятки стропильной ноги на мауэрлат без выпуска за стену.
Алгоритм расчета нагрузки
Расчет несущей способности элементов конструкции производится по суммарной нагрузке в зимний период, т.к. именно в это время крыша нагружена больше всего. На стропильную систему давят снежные залежи, ветра, вес кровельного пирога и внутренней обшивки. При намокании масса утеплителя, к примеру, увеличивается, потому в расчетах принято применять коэффициент запаса.
Для расчета сечения стропильных ног общее давление снега, кровельного пирога и ветра складываются банальным способом, а результат перемножается на коэффициент запаса прочности 1,1. Полученное значение выражается в кг/м 2 , т.к. распределяется на условный квадратный метр площади.
Отметим, что для точных расчетов полученный результат необходимо перевести в линейную величину, которая должна выражаться в кг/м. Ведь стропила устанавливаются не сплошняком, а с заданным шагом, а суммарная нагрузка действует на крышу в целом. А нам нужно определить давление, действующее вдоль оси продольного элемента системы.
Для перевода в требующиеся нам единицы суммарную нагрузку следует помножить на шаг установки стропилин. Если итог не устроит, расстояние между стропилинами можно несколько расширить или сократить. Корректировкой площади сбора нагрузки производится уменьшение или увеличение ее значения.
Как найти нагрузку от снега и ветра
По правилам вычисление несущей способности элементов стропильной системы проводят по двум предельным состояниям:
- На разрушение. Имеется в виду такое состояние стропильной системы, когда полностью исчерпан лимит прочности, выносливости, устойчивости. По-другому ее именуют расчетной нагрузкой, обозначающей максимально возможный предел, превышение которого приводит к полному разрушению конструкции.
- На прогиб. Это состояние характеризуется развитием деформаций, в результате которых нарушаются соединения и раскрываются узлы. Называется нормативной нагрузкой, итогом превышения которой бывают внушительные прогибы. Конструкция в результате не разрушена, но без ремонта ее эксплуатация не представляется возможной.
В строительных организациях расчеты несущей способности проводятся для обоих состояний, чтобы исключить вероятность прогиба или разрушения проектируемой крыши. Чтобы облегчить себе задачу можно пойти простейшим путем и узнать у них требующиеся значения.
Частнику, намеревающемуся один раз спроектировать, рассчитать и построить крышу, не обязательно вникать во все премудрости и формулы. Достаточно уяснить, что для определения предельного состояния на разрушение понадобится нагрузка от массы снега.
Обозначим ее Q расч.сн. – это расчетное значение. Это и есть расчетное значение, для поиска которого при отсутствии других источников следует обратиться к карте районирования территории РФ, составленной по среднестатистической снеговой нагрузке.
Простейший путь получения нормативной нагрузки, которую мы обозначим Q норм.сн. состоит в умножении расчетного значения на коэффициент 0,7.
Т.е. действуем по следующей схеме:
- Нашли свой населенный пункт на карте и выяснили, к какой зоне он относится.
- Определили по таблице среднестатистическую величину расчетного значения нагрузки от осадков согласно типу региона.
- Помножили расчетное значение на 0,7 для вычисления предельного состояния на прогиб.
Скатную крышу можно смело сравнить с холмом или скалой, возвышающейся над остальными точками рельефа. Понятно, что в зависимости от крутизны и направления ветра на подобной возвышенности снежные залежи буду распределяться неравномерно.
Потому для сложных в архитектурном отношении конструкций, имеющих несколько вальмовых ребер и ендов, применяется поправочный коэффициент µ.
В указанных ситуациях на оба предельных значения зачастую влияет угол наклона скатов и направление преобладающих ветров. Если в районе строительства наблюдается повышенная ветровая активность и изобилие осадков, то в расчеты коэффициент следует включить.
Ветровая нагрузка определяется схожим способом. Для ее вычисления необходимо воспользоваться соответствующей картой районирования с делением РФ на области с равными показателями давления ветра. Но на карте мы найдем не расчетную ветровую нагрузку W р, а значение, которое следует умножить на k (z) – коэффициент зависимости силы ветра от высоты z и c – табличный аэродинамический коэффициент.
Нормативное значение ветра находим по уже знакомой схеме умножением на 0,7.
Определение веса кровли
Общий вес кровли складывается из веса кровельного покрытия, приблизительное значение которого можно взять из приведенной выше таблицы, веса обрешетки и утеплителя, если он применяется в обустройстве крыши.
Массу обрешетки надо будет рассчитать, исходя из ее вида, способа установки и веса материала. К примеру, вес кубометра бруска составляет 500 кг/м 3 . Если разреженную обрешетку под металлочерепицу устраивают путем установки решетин 30×50 мм через каждые 0,3 м, то на квадратный метр крыши придется.
Разберем пример. На один квадрат крыши придется 3 элемента разреженной обрешетки, каждый из которых вычисляется так: 1м длинны × 0,03 м высоты × 0,05 м ширины × 500 кг/м з. В итоге получится вес решетины 0,75 кг, вес обрешетки 2,25 кг.
А при сооружении нужно будет просто удельный вес материала, у ОСП или фанерной плиты это 650 кг/м 3 , помножить на ее толщину. Удельный вес теплоизоляции обычно указывается производителем, его приходящуюся на метр площади массу найти проще всего.
Полученные значения веса кровли, теплоизоляции и обрешетки суммируются, переводятся в линейное значение, результат которого следует сверить с требованиями СНиП 2.01.07-85. Для ориентира значение расчетной нагрузки обычно не превышает 450 кг/м 2 , нормативной 315 кг/м 2 .
Принцип проектирования и расчетов перед сооружением крыши с четырьмя скатами:
Нюансы конструирования четырехскатных крыш:
Знакомство с программными средствами, облегчающими расчеты:
Вместо заключения. Многолетний опыт устройства вальмовых крыш в наших средних широтах показал, что для изготовления стропил под металлическую кровлю или битумную черепицу отлично подходит доска 50×100 или 50×150 мм. Для утепленной конструкции рекомендовано предпочесть второй вариант, чтобы не было необходимости наращивать дополнительную контробрешетку и тем самым незапланированно утяжелять крышу.
Для опор, прогона и лежня прогонной рамы потребуется материал 100×150 мм, для устройства подкосов, ветровых связей, ветровой доски по периметру достаточно доски 25×100 или 25×150 мм. Диагональные ноги сшиваются из двух досок.
Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!
Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.
На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.
Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.
И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.
В основе современной – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.
В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса. Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины.
Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.
Отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.
Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.
А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.
Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.
Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.
Варианты внутренних четырехскатных конструкций
Давайте внимательно рассмотрим, каких типов бывает вальмовая конструкция стропил и чем существенно они отличаются друг от друга. Классическая вальмовая крыша выглядит таким образом:
Так собирают вальмовые скаты из накосных стропил:
Накосные стропила разрешено обрезать на одну высоту, и тогда вся конструкция получается намного прочнее:
Устройство датской полувальмовой крыши выглядит уже так:
И, наконец, самые сложные в исполнении вальмовые крыши также нуждаются в точном расчете:
Кстати, когда речь идет о небольшой беседке, здесь вы можете рискнуть и воплотить в жизнь даже такой необычный проект с красивыми стропилами:
Расчет уклона с учетом всех нагрузок
Уклон вальмовой кровли делают в диапазоне от 5 до 60°. Действительно, здесь практикуется такой низкий уклон, и крыша выглядит почти плоской. А сам выбор угла больше зависит от применяемого кровельного материала и эксплуатационных характеристик, как сила ветра, шапка снега и др.
Как только вы определились с формой , нужно рассчитать ее прочность. А именно, насколько она окажется надежной в плане снеговых и ветровых нагрузок.
Про ветер, конечно, здесь можно переживать меньше всего, ведь вальмовая кровля наиболее защищена от подъемной силы – все благодаря тому, что все скаты у нее находятся под наклоном, и нет фронтонов.
А вот давление снега учитывать нужно, тем более, если дом построен в средней и северной полосе России. Обычно, когда речь идет о двухскатной крыше, то нередко приходится выбирать: делать ее более пологой, чтобы не сорвал ветер в бурю, или более острой, чтобы многотонная шапка снега спадала сама?
В случае с четырехскатной кровле можно смело повышать угол наклона скатов, если, конечно, вас не смутит увеличенная стоимость древесины для стропил и кровельного покрытия.
Чем выше наклон ската, тем вероятнее, что снег попросту сползет под своим весом. А на крыше с наклоном от 60° он вообще не остается. Это тот самый случай, когда коэффициент µ равен нулю. Для сравнения: при угле наклона в 40° он будет равен 0,66, при 45° – 0,5 и при 50° – 0,33.
Для мягких покрытий уклон может быть низким, так, для двух слоев нужны 15 градусов, а для трех допустимы 2-5°.
Также каждый вид кровельного материала требует свой уклон:
- Мягкая черепица и ей подобные кладут на кровлю от 11°.
- Для натуральной черепицы угол наклона не может быть меньше 25°, иначе в подкровельное пространство станет попадать вода.
- Для шифера выбор вообще невелик – от 25 до 30°.
Кроме того, важно учитывать также снеговую нагрузку. Так, если в вашей местности снегопады внушительные, можно сразу забыть о малом уклоне. Т.к. снежная шапка, особенно слежавшаяся, способна весить только на одной крыше несколько тонн!
В таком случае можно обустраивать только крутой скат, и чем тот будет круче, тем больше материала для него понадобится. Кроме того, учитывайте и увеличенный нахлест материала на крыше сложной формы.
Измерение и вычисление сечения стропил
Так, если та не превышает 60 м 2 , то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м 2 , тогда диаметр увеличивают до 150 мм. Количество самих же труба нужно рассчитывать из того факта, что на каждые 10 метров идет одна труба.
- Шаг 1. Возьмите обычную рейку и найдите горизонтальную проекцию у промежуточной стропильной ноги.
- Шаг 2. Теперь в таблице найдите ваш получившийся коэффициент уклона и умножьте его на представленный в ней коэффициент.
- Шаг 3. Измерьте длину стропила от крепления нижней части стропила до конькового прогона.
- Шаг 4. Далее находим длину свеса стропил или вычисляем ее при помощи теоремы Пифагора.
- Шаг 5. Вычисляем длину угловых стропил.
Чтобы найти длину центрального стропила, на торце периметра дома нужно отметить центр, а на середине толщины конькового бруса точку а.
От этой точки нужно поставить отметку на линии проекции в горизонтали от центрального стропила до вертикальной стойки – это будет точка b. Теперь от точки – b нужно отмерить расстояние до торца конька, и получается точка с.
В итоге вы будете знать расстояние ab и bc, и остается найти длину центрального стропила ас. Формула, которая поможет вам вычислить это расстояние, выглядит так: а 2 +b 2 =с 2 . Чтобы получить более точное значение, воспользуйтесь коэффициентами пропорций.
По той же схеме вычисляют длину диагональных ребер и угловых стропил, и умножают полученное значение на коэффициент, который будет максимально близок к коэффициенту значению замеров.
Во время монтажа также производят свои замеры. Сначала на верхних торцевых частях мауэрлата по самому центру отмечают осевую линию, а по центру осевого бруса – линию центрального стропила.
Далее с шагом 60 см ставят отметки для промежуточных стропил на основании торца. После этого рассчитывается длина стропил от угла до центра торца. С противоположной стороны крыши парные стропила должны иметь такую же длину.
В этом вам поможет такая формула:
Крестообразные крыши сначала рассчитывают так же, как и обычные двускатные. Все зависит от того, какой формы скаты – треугольной или трапециевидной.
Сегодня бытует мнение, что достаточно сложно точно рассчитать кровельный материал для вальмовой крыши, ведь она имеет сложную форму и покрытие придется обрезать.
Но на самом дел все эти моменты можно просчитать, и мы сейчас расскажем, как именно. Вот приблизительная схема того, как укладывают кровельный материал на вальмовую крышу:
Итак, в первую очередь запланируйте 25 мм допуска на свес кровельного покрытия в карнизный желоб, причем это допуск может быть увеличен, если крыша имеет значительный уклон и или используются некоторые из систем водостока.
Также нужно запастись достаточным количеством реек для обрешетки: на каждый квадратный метр нужно 3 метра реек. Конечно, подрезать тут будет что:
Онлайн-калькулятор для расчета
Для упрощения выполнения расчетов мы спроектировали онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, пожалуйста перейдите на . Там вы найдете все пояснения и сможете сэкономить время на проектировании.
Программа позволит легко получить все необходимые расчетные параметры для данного вида кровли. Вам не нужны глубокие знания того, как рассчитать вальмовую крышу, это за Вас сделает алгоритм, разработанный нашими проектировщиками. В нем учтены все нюансы, которые могут возникнуть при проектировании и возведении крыши.
Калькулятор расчета вальмовой крыши позволит вам грамотно спланировать процесс закупки и расхода стройматериалов, разрешить все вопросы, связанные с надежностью стропильной системы и конструкции крыши в целом.
Специфика работы программы
В нашем онлайн калькуляторе предусмотрен расчет стропильной системы вальмовой крыши, имеющей равные углы между основанием крыши и боковыми и торцевыми скатами. Предлагается заполнить определенные поля начальными размерами:
- Линейные характеристики дома - длина, ширина, стены;
- Параметры крыши - ширина и длина основания, желаемая высота, длина свесов;
- Данные для расчета стропил вальмовой крыши и обрешетки - ширина, толщина, а также шаг;
- Параметры листа ОСБ - только для мягкого типа кровли;
- Кровельные листы и информация по пароизоляции - величина нахлеста и т.д.
Разъяснения результатов расчетов вальмовой крыши
- Расчет стропильной системы вальмовой крыши с подробным чертежом всей конструкции в общем (с обозначениями) и итоговыми данными:,
- Размеры всех стропил вальмовой крыши по отдельности (накосные, диагональные и т.д.);
- Расчет обрешетки и контробрешетки;
- Расчет мауэрлата с подробным итоговым чертежом;
- Расчет площади вальмовой кровли.
Итоговый объем древесины на стропила и обрешетку (объем пиломатериалов);
Чертежи всех типов стропильных ног по отдельности;
Раскладка стропил на будущей крыше с отметкой каждого типа;
Чертежи готовой стропильной системы крыши с разных сторон;
Конечно же, интерактивную 3D модель вальмовой крыши для наглядности.
Длины боковых и вальмовых стропил в результатах и на чертежах указываются с учетом свесов.
Теперь не нужно думать, как рассчитать площадь вальмовой крыши для закупа необходимых стройматериалов, вся необходимая информация имеется в нашем калькуляторе сайт. Сохраняйте в закладки, делитесь с друзьями, чтобы полезный инструмент всегда был под рукой.
Расчет вальмовой крыши онлайн позволит сэкономить время и средства на закупку необходимых стройматериалов, и получить подробный перечень размеров основных узлов и элементов для обустройства кровли Вашего дома.
Крыша дома в своем классическом варианте имеет всего два ската и фронтоны по торцам. Более современной и практичной является вальмовая крыша, которая дополнительно имеет скаты по торцам. На сегодняшний день существует очень много разновидностей вальмовой (четырехскатной) крыши, отличающихся своими эксплуатационными характеристиками, площадями и конструкциями. Грамотный, правильный расчет вальмовой крыши сможет обеспечить оптимальный расход строительных материалов. Приведем несколько основных видов вальмовых крыш :
- полувальмовая конструкция, где вальмы закрывают верхнюю часть скатов, прикрывая собой фронтоны;
- шатровая кровля, где все скаты имеют одинаковую форму и площадь, используется для перекрытия зданий с квадратной формой;
- ломаная крыша, состоящая из большого количества скатов различных размеров, скомпонованных под различными углами; данный тип кровли дома возводится только профессиональными монтажниками, имеющими многолетний стаж работы и высокую квалификацию.
Конструкция вальмовой кровли
Рассмотрим основные конструктивные элементы четырехскатной вальмовой кровли :
- коньковый брус (конек), расположен непосредственно по центру кровли и служит основным несущим элементом, к которому примыкают другие деревянные элементы кровельной системы;
- накосные (угловые) стропила, крепятся к коньку одним своим концом, а другим упираются на край здания (в некоторых случаях выходят за него); угловые стропила являются основными несущими конструкциями, воспринимающими основную нагрузку кровли;
- центральная стропильная система, проходящая от конькового бруса по всей высоте скатов;
- промежуточные стропильные элементы, прикрепленные к коньку и скатам; служат для придания стропильной системе жесткости конструкции и повышения её надежности;
- короткие стропила различной длины; данные стропильные элементы не имеют крепления с коньком и примыкают к угловым стропилам под одним и тем же углом.
Основные правила строительства вальмовой конструкции кровли
Строительство вальмовой четырехскатной крыши обязательно должно сопровождаться расчетом и разметкой. Рассчитать вальмовую четырехскатную крышу – это оптимальный способ значительно увеличить экономический эффект при планировании бюджета строительства. Чтобы узнать площадь и длину стропил вальмовой кровли необходимо выполнить следующие операции :
- разметить осевую линию по верхней части карниза с торцов дома (определить место расположения конькового бруса);
- после этого требуется рассчитать половину толщины конька и разметить положение самого первого конструктивного элемента стропильной системы;
- следующим этапом будет использование измерительной рейки, один конец которой укладывают на заранее размеченную линию, а другой на линию боковой стены; с помощью этой несложной операции определяют место установки промежуточного стропила;
- для расчета длины стропильного свеса также применяют измерительную рейку; один её конец устанавливают на внешнюю стену, а другой – на край образовавшегося свеса; следующий по счету элемент системы определяется перемещением рейки по боковой стене и разметкой на ней мест для установки стропил;
- повторяем вышеуказанные действия для остальных трех стен, после чего будут известны места установки всех стропил и конькового бруса.
Приступая к строительству вальмовой четырехскатной крыши, надо запастись терпением. Работу начинают с разметки, учитывающей все основные правила строительства кровли. Использование измерительной рейки значительно облегчает работу, снижает погрешность измерений и увеличивает продуктивность процесса.
В большинстве случаев измерительную рейку изготавливают самостоятельно, для чего используют фанеру или металлические планки шириной приблизительно 50 миллиметров.
Для облегчения проведения расчетов вальмовой кровли, используют специальную таблицу коэффициентов, которая учитывает соотношения уклона крыши дома, длину угловых и промежуточных стропил.
Используя данные таблицы можно быстро выполнить расчет длины стропил и заложить эти цифры в бюджет строительства. Расчет геометрических параметров и площади вальмовой крыши дома выполняется в квадратных метрах. Для повышения точности расчета используют калькулятор, позволяющий более точно и быстро выполнить все математические операции. Зная площадь крыши, производят расчет кровельного покрытия для увеличения эффективности использования денежных средств и оптимизации расходов.
При расчете системы стропил для домов с суровым климатом, используют коэффициенты, учитывающие количество атмосферных осадков и скорость ветра.
Особенности строительства вальмовой кровли
При возведении вальмовой крыши необходимо придерживаться следующих рекомендаций :
- коньковый брус и система стропил изготавливаются из материалов одинаковых по толщине;
- для крепления коротких стропил используют примыкания к угловым стропилам, а не к коньковому брусу;
- вальмовая крыша должна иметь оптимальную высоту, низкая кровля потребует дополнительных опор, а высокая увеличит площадь кровельных материалов;
- длительная служба вальмовой кровли возможна только при использовании в строительстве сухих брусьев из дерева хвойных пород, прошедших предварительную антисептическую обработку.
Варианты укрепления конструкции вальмовой крыши
Площадь кровли и геометрические размеры дома являются определяющими факторами при определении способов укрепления. Основные варианты укрепления :
При строительстве вальмовой четырехскатной крыши берут во внимание, что большая площадь кровли увеличивает не только расход кровельных материалов, но и пиломатериалов, идущих на стропила, обрешетку, мауэрлат и другие элементы конструкции.
Расчет вальмовой крыши: площади и стропил
Расчет стропильной системы вальмовой крыши. Как рассчитать площадь и стропила вальмовой четырехскатной крыши. Основные правила и особенности строительства вальмовой конструкции кровли
Рассчитываем площадь крыши правильно
Правильность проведения расчетов при планировании нового строительства или проведении ремонта позволяют существенно сэкономить на основных и расходных материалах. Кровельный пирог – один из ключевых узлов дома. В процессе его проектирования необходимо знать, как рассчитать площадь крыши, уметь вычислить площадь каждого ее элемента. Для этого существуют специальные компьютерные программы. Но, в отличие от машинного, расчет «вручную» дает более точный результат, поскольку он позволяет учитывать нюансы дальнейшей укладки кровельного материала.
Геометрические формы крыши
Разнообразность геометрических форм верха дома определяет сложность проведения расчета его площади. Наиболее распространенные фигуры скатов:
Выполнить расчет площади кровли довольно просто, если она имеет один, два или четыре склона. Чем больше элементов – тем сложнее, тем больше нужно делать замеров и математических действий.
Расчет можно сделать двумя способами:
- Произвести вычисления, исходя из плана верха коттеджа. На нем обязательно прописываются все линейные размеры каждого ската. Остается только подсчитать площадь каждого элемента и найти их сумму.
- Снять «живые» размеры из уже готовой кровли и произвести математические действия. Этот вариант более точен, поскольку абсолютно точное совпадение реальных габаритов верха и его плана случается очень редко.
В обоих случаях нужно обратить внимание на симметричные скаты. В первую очередь это относится к элементам двух- или четырехскатной крыши.
Расчет площади одно- и двухскатной крыши
Эти два вида самые простые, поскольку скаты односкатного и двухскатного верха дома обычно имеют прямоугольную форму. Подсчет их площади можно выполнить даже без подробного плана. Также довольно легко произвести снятие размеров.
Площадь односкатной крыши равняется площади одного кровельного прямоугольника:
А и В – соответственно ширина и высота склона.
Эти параметры можно найти даже без подъема на высоту. Достаточно узнать длину и ширину дома и добавить к ним свесы верха дома. Далее нужно измерить высоту самого кровельного пирога и по теореме Пифагора вычислить его длину. Теперь можно умножить полученные параметры и получить желаемый результат.
По подобной схеме вычисляется площадь двухскатной крыши. Ее всегда можно представить как две односкатные. Соответственно, и аналогично снимаются размеры этого вида кровли. Если склоны симметричные, можно снять параметры только одного из них. Зная длину можно вычислить площадь фронтона двухскатной крыши, особенно если его планируется облицевать стеновым профнастилом или сайдингом.
Результат для каждого элемента кровли определяется по той же формуле площади прямоугольника:
Узнав площадь обоих элементов, путем обычного их суммирования исчисляется общее значение для двухскатной кровельной поверхности.
Расчет площади шатровой, вальмовой и полувальмовой крыши
Эти варианты кровли имеют более сложную конфигурацию, поэтому чтобы рассчитать площадь мансардной крыши требуется больше времени. Все они четырехскатные, а значит, и измерений нужно провести больше.
Разновидность кровельной поверхности, составленной из двух трапеций и двух треугольников, называют вальмовой. В большинстве случаев ее противоположные стороны равные, а треугольники – равнобедренные. Для такой симметричной вальмовой кровли достаточно вычислить значение только для двух соседних элементов и результат умножить на два. Если размеры каждого из них разные, придется измерять всю крышу.
После проведенных замеров можно вычислить значение для каждого элемента. Для трапециевидных элементов нужно задействовать следующую формулу:
a – ширина по нижнему свесу,
b – ширина по коньку,
Для треугольных элементов применяется формула:
a – ширина ската по нижнему свесу,
h – высота ската.
Ну и, в конце, как и в предыдущих случаях, вычисляется сумма результатов вычисления всех элементов.
Полувальмовая конструкция отличается от вальмовой тем, что у нее вместо трапециевидных элементов присутствуют шестиугольные, нижняя часть которых в форме прямоугольника, а верхняя – трапеции. Соответственно, немного отличается и процесс проведения измерений. В шестиугольном элементе нужно измерить отдельно две его составляющие, и так же отдельно делать вычисления. Формулы можно посмотреть чуть выше в этой статье. Опять же, общая площадь полувальмовой кровли – это сумма результатов расчета всех ее элементов.
Традиционный шатровый верх обустраивается из четырех равнобедренных треугольников. Обычно он симметричный, поэтому осуществлять замеры можно только на двух соседних элементах. Необходимо узнать только высоту каждого из скатов и их ширину по нижнему свесу. Далее по данной чуть выше формуле производится расчет каждого элемента и производится окончательный расчет шатровой крыши.
Расчет площади крыши со скатами со сложной геометрией
Многоскатные кровли с элементами со сложной геометрией уже никого не удивляют. Это так называемые купольные и многощипцевые конструкции. Эти решения для верхушки дома очень привлекательные. Произвести расчет площади крыши такой конфигурации намного сложнее, чем в случае с обычными четырехскатными вариантами. Но точный расчет необходим, поскольку присутствует большое количество скатов, каждый из которых имеет разную форму. Строительство таких конструкций – дело довольно дорогое и малейшая ошибка неизбежно приведет к дополнительному расходу денег и времени.
Основная сложность в процессе расчета многоскатной кровельной поверхности – этап снятия размеров, причем, чем больше элементов в конструкции, тем сложнее сделать замеры. Тут не обойтись без поднятия на кровлю. В любом случае необходимо сделать чертеж крыши и замерить каждый скат. По каждому из них по отдельности необходимо по формулам, приведенным выше, вычислить площадь, потом, суммируя полученные данные, найти общую площадь крыши.
К вопросу расчета площади кровли нужно подходить очень щепетильно. Ведь кровельные материалы довольно дорогие и ошибки в вычислениях приведут к лишним затратам. Нужно помнить, что при покупке кровельных материалов необходимо сделать небольшой запас, поскольку они укладываются внахлест, а он не учитывается при расчете площади крыши.
Расчет параметров четырехскатной крыши
Для расчета потребуется знать длину и ширину основания и угол наклона скатов (предполагается, что угол наклона всех 4-х скатов одинаков). В итоге калькулятор вычисляет длину диагональных (вальмовых) стропильных ног, длину поперечных стропил, высоту крыши в самой высокой точке и площадь поверхности кровли. Детали вычислений находятся сразу за калькулятором.
Расчет 4-х скатной крыши
1) шатровая крыша - основание квадрат, боковые грани - одинаковые, или как сказали бы математики конгруэнтные равнобедренные треугольники (на первом рисунке).
2) вальмовая крыша - основание прямоугольник, две боковые грани - равнобедренные треугольники, другие две грани - трапеции (на втором рисунке).
- Отношение высоты крыши (h) и расстояния от центральной точки основания до ближайшего края крыши (b/2) соответствует тангенсу угла наклона ската. Отсюда, зная угол наклона, можно выразить высоту крыши:
- Аналогичным образом через косинус угла наклона можно выразить длину боковых стропил (e):
- Длину диагональных (вальмовых) стропил (d) можно посчитать дважды, используя теорему Пифагора следующим образом:
- И наконец, площадь кровли мы найдем как сумму площадей 4-х треугольников для шатровой крыши плюс площадь вставок из 2-х прямоугольников для длинных трапециевидных скатов в случае неравных сторон основания:
Онлайн калькулятор: Расчет параметров четырехскатной крыши
Онлайн калькулятор. Калькулятор расcчитывает длину стропил, высоту и площадь кровли 4-х скатной крыши.
Как рассчитать площадь крыши? Расчет площади кровли четырехскатной крыши
Перед тем как приступать к возведению крыши, обязательно следует составить соответствующий проект. Это позволит сэкономить средства и избежать ненужных переделок. Для расчета нужного количества материала следует условно разбить кровлю на простейшие геометрические фигуры. Далее находится площадь каждого элемента. Полученные результаты складываются. Давайте рассмотрим, как рассчитать площадь крыши того или иного вида, подробнее.
Правила замера кровли
В первую очередь нужно определиться с углом наклона ската. Именно его величина, а также ширина фронтона и длина ската, в большинстве случаев являются основными значениями, используемыми в формулах расчета нужного количества кровельного материала и элементов стропильной системы. Если последняя уже возведена, следует сделать дополнительные замеры. Это позволит точнее определить количество нужного кровельного материала, паро- и гидроизоляционной пленки, а также утеплителя.
Для начала разберемся с тем, как нужно делать замеры кровли. Правила проведения работ в этом случае следующие:
- Длина ската измеряется от самой высокой точки на коньке до самой низкой на свесе карниза.
- Горизонтальные замеры делаются не по фасаду, а по карнизу самой кровли.
- Правильность замера скатов проверяют, сделав измерение по диагонали.
- Записывают результаты на бумагу с начерченной на ней заранее схемой кровли.
Как узнать площадь односкатной кровли
- К = √А 2 + В 2 , где А – ширина пролета, В – высота стойки под стропила. К полученному результату К прибавляют длину свеса и получают длину стропила Т.
- С = Т х М, где С – площадь кровли, М – длина карниза ската.
Если высота стойки не известна, длину стропила часто находят немного по-другому: ширину пролета умножают на косинус угла и прибавляют длину свеса.
Площадь двускатной кровли
Вопрос о том, как рассчитать площадь двухскатной крыши, особой сложностью также не отличается. Площадь двускатной кровли находится точно так же, как и односкатной. Формулы используются те же. Единственное отличие – площадь ската нужно умножить на 2. Иногда кровельным материалом обшивают и фронтоны такой крыши. В этом случае расчет ведется по формуле нахождения площади треугольника:
- С = 1 / 2 Н х А, где Н – высота кровли, А – ширина пролета.
На вопрос о том, как рассчитать площадь двухскатной крыши, есть еще один ответ. Если высота кровли изначально не известна, вычисления можно сделать по углу наклона ската. В этом случае формула площади треугольника будет выглядеть так:
- С = 1 / 2 А х В х синус а, где А – ширина пролета, В – длина стропила, а – угол наклона ската.
Площадь ломаной двускатной кровли
Двускатная ломаная кровля состоит из четырех плоскостей. Предварительно нужно вычислить их площади. Для этого сначала находим длину наслонного или висячего стропила (К = √А 2 + В 2). Далее используется формула площади прямоугольника, то есть полученный результат умножается на длину карниза или прогона соответственно. На заключительном этапе складываем все полученные числа.
Как найти площадь четырехскатной кровли
Сложнее всего сделать расчет площади кровли четырехскатной крыши. Способ вычисления прежде всего зависит от особенностей конструкции стропильной системы. Для начала разберемся с расчетами шатровой крыши. Состоит она из четырех треугольников одинаковой площади. Именно такая конструкция используется чаще всего. Следовательно, в этом случае применяем те же формулы, которыми мы пользовались для вычисления площади фронтона двухскатной кровли.
Расчет площади кровли четырехскатной крыши вальмовой ведется с учетом того, что состоит она из двух треугольников и двух трапеций. Площадь треугольников находим по формуле:
- С = 1 / 2 Н х А, где Н – высота треугольника, А – длина ригеля. Полученный результат умножаем на 2.
- С = (А + В) х Н: 2, где А – длина верхнего прогона, В – длина нижнего, Н – высота кровли.
Таким образом полученный результат умножаем на 2 и прибавляем к нему площадь двух треугольников.
Нюансы расчета листового кровельного материала
Как рассчитать площадь крыши, мы с вами выяснили. Далее разберемся с тем, как узнать количество нужного кровельного материала. Разумеется, для того чтобы узнать количество необходимых для покрытия кровли листов, нужно знать их длину и ширину. Кроме того, при расчете следует учитывать длину свесов карнизов, а также ширину горизонтальных и вертикальных нахлестов. Обычно они равны 15-25 см. Площадь трубы и вентиляционных выходов в случае использования листовых материалов из общей площади не вычитается. Помимо площади кровли в этом случае обязательно нужно будет узнать необходимое количество коньковых элементов и ендов. Расчет рулонного мягкого материала выполняется по тем же правилам. Единственное, в этом случае следует учитывать ширину нахлеста на коньке и в ендовах.
Как правильно подсчитать необходимое количество штучного кровельного материала
При расчете необходимого для покрытия кровли количества керамической черепицы следует учитывать ее длину и ширину. Полезная ширина указывается производителем. Полезная длина рассчитывается с учетом нахлеста, который при разных углах наклона кровли может быть разным. Предварительно нужно будет подсчитать, сколько черепицы понадобится для покрытия 1 м 2 крыши. Результат умножается на площадь кровли.
Иногда крыши покрываются и таким интересным материалом, как деревянная черепица. Расчет в этом случае выполняется так же, как и для обычной. Однако элементы этого кровельного материала чаще всего укладываются в три слоя. Таким образом полученный результат следует дополнительно умножить на 3.
Расчет гидроизоляционного материала
Гидроизоляционная пленка монтируется на крышу полосами с нахлестом в 10 см. При расчете это нужно учитывать. Напуски на карнизные и фронтонные свесы должны будут составлять 15 см. Следует иметь в виду и то, что пленка практически всегда укладывается с отступом в 30 см от конька. Это место закрывается специальной изоляционной лентой. Помимо всего прочего, напуск гидроизоляционной пленки должен быть выполнен в районе ендов и трубы.
Напоследок дадим пару полезных советов относительно того, как рассчитать площадь крыши и количество материала. Выполнив все необходимые расчеты, обязательно прибавьте к полученному результату 10%. Дело в том, что потери во время проведения работ по обшивке крыши неизбежны. Практически же все кровельные материалы продаются партиями. А это означает то, что подобрать дополнительные листы точно такого же оттенка, что и уже использованные для покрытия, будет невозможно. Если кровля имеет сложную конфигурацию, запас следует увеличить хотя бы до 13%, так как количество обрезков в данном случае увеличивается. Особенно много отходов остается при обшивке фронтонов и треугольных скатов. В том случае, если в конструкции кровли имеется много таких элементов, следует дополнительно приобрести более 13% материала.
Таким образом, вы теперь знаете, как сделать расчет площади кровли правильно. Работа это довольно-таки сложная и требующая точности. Однако сделать ее самостоятельно вполне возможно. Особенно если крыша имеет не слишком сложную конструкцию. То же самое касается и расчета кровельного материала.
Для того чтобы определиться с количеством необходимого кровельного материала, следует знать, как рассчитать площадь крыши. Процедура эта достаточно сложная и требующая точности. При расчетах используются формулы нахождения площади простых геометрических фигур.
Вальмовая крыша - это разновидность четырехскатной крыши, у которой два ската имеют трапецеидальную форму, а два других (торцовые) - треугольную (имеющие одноименное называние «вальмы»). Если торцовые скаты занимают всю площадь от конька до карниза - это вальмовая крыша, если не достают до карниза - полувальмовая.
Крыша дома выполняет двоякую функцию - с одной стороны, на неё возложена защита здания от внешнего воздействия, а с другой - она призвана украсить строение и придать ему индивидуальность.
Исторически сложилось, что в России отдавали предпочтение более простым одно-, двускатным крышам, европейцы же предпочитают четырехскатную или вальмовую крышу, которая обладает достоинствами и недостатками при определенных условиях.
Вальмовая крыша - преимущества и недостатки
Плюсы:
- большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
- возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
- эстетическая привлекательность.
Минусы:
- сложность расчета и монтажа;
- более высокая стоимость реализации проекта;
- уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
- невозможность устройства мансарды;
- естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.
Поскольку недостатки не критические - четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.
Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши
Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.
Классическая вальмовая крыша
Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).
Шатровая вальмовая крыша
Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.
Полувальмовая крыша
Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).
Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная
Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.
Конструкция вальмовой крыши
Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:
коньковая опорная балка или коньковый брус - используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;
диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) - более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;
центральное стропило - доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;
промежуточное или рядовое стропило - формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;
нарожник или короткое стропило - конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.
Расчет вальмовой крыши
Расчет стропильной системы вальмовой крыши выполняется с учетом таких предпосылок:
- ветровая нагрузка в регионе. Чем она выше, тем более пологим должен быть скат, и тем прочнее вся конструкция. Для нивелирования сильного ветра центральные и диагональные стропила делаются более толстыми;
- количество осадков. Наблюдается обратная зависимость. Чем выше число осадков - тем более крутым должен быть скат, чтобы снег и дождь не создавали давления на стропильную систему;
- вид кровельного материала. Каждый тип кровельный материал выдвигает свои требования к обрешетке, а также имеет определенный вес. Эти факторы нужно учитывать еще на этапе проектирования;
- необходимость утепления крыши. В этом случае шаг установки стропил рассчитывают с учетом ширины теплоизоляционного материала. Кроме того, расстояние между стропилами зависит от сорта и сечения древесины.
Расчет кровельного материала выполняется по формулам с учетом угла наклона крыши. Оптимальный уклон крыши для кровельных материалов разных видов приведен в таблице:
Наклон угла ската определяет заложение стропил. В свою очередь, заложение промежуточного стропила рассчитывается следующим образом:
- сначала на верхнюю обвязку торцевой стены наносится осевая линия;
- затем вычисляется половина толщины коньковой балки, и наносится линия размещения первого из числа центральных промежуточных стропил;
- далее совмещается конец замерной рейки и линия размещения размеченного выше центрального промежуточного стропила;
- на противоположный конец замерной рейки наносится линия внутреннего контура боковой стены;
- полученная точка является заложением промежуточного стропила.
Соотношение между длиной стропил и их заложение рассчитывается с помощью поправочного коэффициента, величина которого зависит от угла наклона ската кровли. Длина стропильной ноги определяется путем умножения заложения на коэффициент.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Формулы для расчета вальмовой крыши
| Высота конька |  |
 |
| Длина конькового бруса |
Длина дома минус его ширина |
 |
| Длина центральных стропил (трапеции) |
 |
Теорема Пифагора |
| Длина рядовых стропил | Рассчитывается аналогично длине центральных стропил | |
| Удлинение стропила для формирования каркасного свеса |
 |
 |
| Угол наклона рядовых стропил |
 |
 |
| Длина диагональных вальмовых стропил |
 |
 |
| Нарожники (короткие стропила) |
 Первое короткое стропило |
 |
 Второе короткое стропило |
||
| Площадь вальмовой крыши |
 |
 |
Как рассчитать площадь вальмовой крыши?
Чтобы знать, сколько покупать кровельного материала, необходимо знать общую площадь кровли.
Для этого нужно всю крышу разбить на составляющие простые геометрические фигуры и сделать расчет для каждой из них.
Расчет площади вальмовой кровли позволяет заранее определить не только затраты на приобретение кровельных материалов и монтаж, но и определить требования к материалам, а также необходимость обустройства и точную конфигурацию обрешетки.
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши
Итогом разработки проекта и расчетов будет схема-чертеж стропильной системы вальмовой крыши. Не бывает похожих чертежей, готовых к применению без учета особенностей конкретного строения и места его постройки.
Разработку предварительной схемы можно выполнить самостоятельно (простой эскиз позволит определить направление проекта). Но, чертеж лучше доверить специалистам или воспользоваться специальными программами для расчета. Следует помнить, что чем сложнее конструкция крыши, тем точнее нужно выполнить расчет стропильной системы: конфигурации и материалов. Это также повлияет на стоимость и длительность монтажных работ.
Чертеж вальмовой крыши должен включать в себя указание назначения материала, место его установки и способ крепления. Ключевые узлы стропильной системы вальмовой крыши, например, примыкание диагональных опор к коньковому брусу или установка стропильных ног на мауэрлат целесообразно вынести в отдельный чертеж и описать их подробнее.
Чертеж вальмовой крыши (наслонные стропила с упором на два прогона)
Чертеж стропильной системы вальмовой крыши с эркером
Наличие схематического чертежа станет хорошим подспорьем при изготовлении заготовок и последующем монтаже крыши.
Инструменты для строительства вальмовой крыши
Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.
Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.
Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.
Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.
Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.
Материал для вальмовой крыши
Порода и сорт древесины оказывают прямое влияние на длительность и надежность кровельной конструкции. Мастера советуют отдать предпочтение пиломатериалу из лиственницы или сосны. Все заготовки требуют предварительной обработки антипиренами и антисептиками.
Помимо древесины понадобится металлические крепления, гвозди, саморезы, анкерные болты.
Примечание. Формируя вальмовую стропильную систему на деревянном доме, который может дать усадку, мастера советуют использовать плавающие крепления для соединения стропил с мауэрлатом. Такой способ компенсирует подвижки венцов при естественной усадке дома из бруса или бревна.
Стропильная система вальмовой крыши - технология монтажа
Устройства стропильной системы своими руками пошагово:
1. Подготовка заготовок (стропил)
Это наиболее сложная и трудоемкая часть строительства, т.к. связана с:
- необходимостью обеспечения заданного угла наклона стропильных ног;
- разной длиной нарожников (коротких стропил);
- наличием диагональных стропил (накосных), которым уделяется особое внимание. За счет длины накосные стропила несут большую нагрузку, нежели основные стропила, и поэтому требуют применения более качественного пиломатериала с большим сечением. Кроме того, часто длина диагональных стропил превышает стандартную длину досок.
Чтобы не покупать разный пиломатериал, на практике применяется метод сращивания (спаривания) обрезной доски для получения заданной длины.
Преимущества технологии сращивания стропил:
- получение неразрезных балок заданной длины;
- увеличение прочности диагонального стропила вальмовой крыши за счет удвоенного сечения;
- упрощение расчета и покупки материала (унификация размеров: длина и сечение);
- возможность использования досок, предназначенных для формирования рядовых стропил.
2. Крепление мауэрлата
Мауэрлат для вальмовой крыши - это деревянный брус большого сечения (100х100 или 100х150 мм) смонтированный по периметру стен. Для мауэрлата используется древесина первого сорта.
Особенность укладки мауэрлата состоит в том, что брус соединяется по длине только внахлест, но не встык, с использованием множества точек соединения с основанием стены. Соединительные узлы дополнительно усиливаются металлическими скобами.
Поскольку назначение мауэрлата - служить опорой для стропильных ног, он нуждается в защите от влаги. С этой целью между стеной и брусом укладывает гидробарьер (например, используется рубероид).
Примечание. Под мауэрлат в кирпичных домах (или из газобетона, пенобетона, арболита) заливают пояс из железобетона с заранее установленными шпильками для монтажа бруса. Шпилька имеет диаметр 10 мм и более и должна выступать за плоскость мауэрлата на 20-30 мм. Шаг установки шпилек - 1000-1200 мм.
3. Монтаж прогона
Прогон - это балка, устанавливаемая параллельно сторонам мауэрлата. Прогон служит основанием для монтажа дополнительных опор под стропильными ногами. Устройство прогона не является обязательным этапом работ и выполняется только для вальмовых крыш большой площади или имеющих конфигурацию повышенной сложности. Место размещения прогона, показано на схеме.
При этом следует учесть, что точка максимальной нагрузки будет различаться в зависимости от места расположения - на хребте вальмы или на ребре ендовы.
Примечание. Шатровая вальмовая крыша монтируется без опоры, а в месте примыкания диагональных стропил формируется сложный узел.
4. Установка опорных стоек
Стойки выполняют функцию опоры при установке конькового бруса (оранжевый цвет на картинке).
5. Монтаж коньковой балки
Монтаж конька вальмовой крыши сопровождается точными замерами. Поскольку на конёк будет опираться вся конструкция кровли, правильность его установки проверяется по высоте и по уровню.
6. Крепление стропильных ног
Относительно последовательности работ на этом этапе, мнения мастеров расходятся. Это дает возможность выделить два направления для выполнения работ:
- монтируются центральные стропила, а затем диагональные. Этот порядок работ проще;
- монтируются диагональные стропила, а затем остальные.
При монтаже нижнюю часть стропильной ноги упирают на мауэрлат.
Опирание стропил на вальмовой крыше показано на схеме. Первый вариант (с вырезкой) проще, но второй (с опорным брусом) предпочтителен, т.к. в этом случае крепление не ослабляет стропило.
Формирование узла на коньковой балке возможно разными способами.
Варианты верхнего крепления диагональных стропил показаны на схеме.
Совет. Для жесткости все узлы целесообразно усиливать металлическими элементами (скобы, пластины, уголки).
Поскольку на диагональные стропила приходиться значительная нагрузка их можно усилить с использованием таких средств как:
- установка стойки. Монтируется на перекрытие вертикально;
- установка подкоса. Монтируется под углом. Угол наклона не имеет определяющего значения. Важна способность подкоса усиливать диагональное стропило;
- шпренгель. По сути, это Т-образная короткая балка, развернутая на 180о. Его используют на длинных пролетах и устанавливают таким образом, чтобы его основание было ориентировано перпендикулярно диагональному стропилу.
7. Монтаж рядовых стропил
Рядовые устанавливаются аналогично монтажу центральных стропил, которые формируют края трапеции. Нижняя их часть опирается и крепится на мауэрлат, а верхняя упирается в коньковую балку. Важно соблюдать одинаковое расстояние между рядовыми стропилами.
8. Установка нарожников (коротких стропил)
Нарожники изготавливают только из цельного пиломатериала. В месте примыкания нарожника к длинному стропилу делают врубки или устанавливают опорные балки. Место установки дополнительно усиливают металлическими элементами.
Примечание. Установка нарожников вальмовой крыши возможно в разбежку для упрощения монтажа.
Нарожники в любом случае устанавливаются после формирования силового каркаса кровли. Их монтажом заканчиваются работы по устройству стропильной системы вальмовой крыши.
Вальмовая крыша своими руками пошагово - видео
В программе показан процесс монтажа стропильной системы двухскатной вальмовой крыши с центральным эркером по короткой стене.
После того, как стропильная система готова можно приступать к монтажу кровельного покрытия, специфика крепления которого определяет необходимость монтажа обрешетки на стропильных ногах.
Монтаж стропильной системы вальмовой крыши - длительный процесс, который требует внимание к каждому этапу выполнения работ - от расчета и выбора материала, до установки деталей и усиления узлов крепления. Но, при правильном выполнении всех этапов, результатом станет красивая и надежная крыша для частного дома.
