Точный расчет стропильной системы

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

• Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости. Служит опорой для большей части стропил.
• Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.
• Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.
• Угловые стропила. Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Особенности шатровой крыши

О внешнем виде этого варианта вальмовой крыши говорит её название — она действительно напоминает шатёр. Основанием обычно является квадрат или прямоугольник, а сама крыша напоминает конверт. Скаты имеют конфигурацию равнобедренных треугольников, вершины которых встречаются в одной точке. Шатровая кровля может быть и многогранной, и симметрично круглой. Но основная особенность едина для всех типов — строгая симметрия. Если её нет, то крыша будет обыкновенной многоскатной. Ещё одно отличие шатровой крыши — отсутствие сверху конька. Его заменяет центральная опора (если используются наслонные стропила) или вершина висячих ферм.

Преимуществами шатровой крыши являются:

1. Сравнительная экономия строительных материалов.
2. Малая весовая нагрузка.
3. Структурная прочность и долговечность.
4. Устойчивость к непогоде и сильным ветрам.
5. Хороший обогрев в солнечные дни.
6. Презентабельный и экзотичный вид строения.
7. Самоочищение от снега.

Недостатки крыш шатрового типа:

1. Сложность расчёта, монтажа и ремонта.
2. Уменьшенный размер мансарды из-за теплоизоляции.
3. Большой отход материалов верхней отделки (особенно это касается металлочерепицы).

Разновидности шатровых крыш

Шатровые крыши в зависимости от конструкции делятся на следующие виды:

• ломаная — с непрямыми, состоящими из двух частей скатами;Ломаная шатровая крыша наиболее предпочтительна для обустройства мансарды
• с эркером или яндовая. Яндовой обычно называют крышу эркера, а основная может быть шатровой, двускатной или вальмовой;Эркер оснащается яндовой крышей
• мансардная — она может выглядеть как ломаная или же мансардные окна располагаются на выносных консолях.Дом с ломаной крышей — это дополнительная площадь и интересное дизайнерское решение

Каркас крыши шатрового типа состоит из таких элементов:

1. Верхушка (коньковый узел), напоминающая горный пик. Она формируется на стыке стропильных ног. Все части конструкции удерживает опорный столб — на него падает главная часть нагрузки пирога кровли.
2. Четыре ската треугольной формы. Их наклон варьируется от 20 до 50 градусов.
3. Сама стропильная система. Она несёт на себе всю тяжесть кровельного пирога, а пересечения в виде треугольников обеспечивают прочность.
4. Кровельный пирог — обрешётка, контробрешётка, гидроизоляция и наружное кровельное покрытие. Для монтажа подходит как мягкое, так и жёсткое. В частности, металлочерепица, битумная черепица, шифер, профнастил. Если планируется тёплый чердак, то к пирогу добавляется слой тепло- и пароизоляции.
5. Свесы. Это продолжение конструкции, они должны выступать за пределы стен здания на 30–50 см, чтобы оберегать фасад от осадков.При строительстве шатровой крыши используются висячие и наслонные стропила

Вальмовая крыша – устройство стропильной системы

Для расчета системы из стропил вальмовой кровли необходимо, применив стандартную рейку, определить горизонтальную проекцию (заложение) промежуточной стропильной ноги.

Следом коэффициент уклона перемножить на представленный.

Для нахождения длины стропила, также можно прибегнуть к теореме Пифагора

Для нахождения длины угловых стропил требуется умножить заложение на коэффициент из таблице выше

В видео пример расчета конструкции:

Чтобы определиться с сечением дерева для ног из стропил можно воспользоваться приведенной таблицей

Так, при величине распределенной нагрузки на ноги в 125кг/м и длине пролета в 6 м выбирают брус с сечением одним из: 240*80; 230*90 и 220*100, или кругляк 220 мм.

Пример чертежа вальмовой стропильной системы крыши:

Для неподготовленного человека чертеж достаточно сложный

Стропильная система вальмовой крыши, схема 2:

На первый взгляд схемы не отличаются, но каждая имеет свои особенности

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

• Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
• Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
• Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
• Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Особенности вальмовой крыши

Подобный вид кровли отличается отменными эксплуатационными характеристиками, но сложностью устройства. Конструкция составляют четыре стороны – две торцевые, имеющие форму треугольника, и боковые, напоминающие трапецию. Верхушка их соединена коньком, а бока – вальмовыми ребрами. Относительно основания, поверхности имеют одинаковый угол. С учетом ваших предпочтений, кровля может обладать карнизным свесом.

Правильный расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши может сделать исключительно специалист, но предварительные «прикидки» можно сделать с помощью онлайн калькулятора.

При расчете применяются данные длины скатов, стен и верхнего конька Источник st-par.ru

Несмотря на сложность расчетов и сооружения, вальмовая крыша относится к наиболее популярным конструкциям. Это обусловлено рядом преимуществ:

• Жесткостью конструкции
• Обтекаемостью покрытия
• Отсутствием фронтонов

Существуют и определенные недостатки:

• Многочисленные отходы материалов
• Сложность проведения расчетов
• Требуются специальные навыки при установке

Учитывая, что достоинств значительно больше, а трудности вас не пугают, калькулятор кровли четырехскатной крыши поможет выполнить примерные предварительные расчеты. По их результатам уже можно сформировать чертеж с визуализацией предпочтений.

Шаг стропил

Значение расстояния, которое образуется между двумя стропилами называется шагом. Большая часть конструкций сделана таким образом, что шаг равен 1 м. Установлено и минимально допустимое значение такого параметра, равное 60 см.

Процесс расчета расстояния между стропилами выглядит следующим образом:

1. Изначально нужно выбрать ориентировочно предполагаемый шаг стропильной системы. Отталкиваться можно от вышеуказанных значений, т.е. расстояние равно 1 м.
2. Следующее значение, которое понадобится – это длина конька (ската).
3. После этого, длина стропила разделяется на ориентировочно выбранное значение шага. Полученный результат округляется до большего значения, после чего увеличивается на 1.
4. Последнее при расчете – это деление общей длины ската на значение из предыдущего пункта. Это и будет необходимое расстояние, которое нужно соблюдать в процессе установки стропильной системы.

На примере можно рассмотреть конструкцию, длина ската которого равна 12 м, а ориентировочно выбранное расстояние шага – 0,8 м:

1. 12 / 0,8 = 15. Если число в расчете получилось нецелым, то его следует округлить до ближайшего целого значения.
2. 15 + 1 = 16. Прибавка на единицу для более точных расчетов количества ног в конструкции.
3. 12 / 16 = 0,75 м. Это значение будет оптимальным расстоянием шага для стропильной конструкции.

Шаг стропил

Конструктивные особенности вальмовой крыши

Наиболее характерный элемент вальмовой крыши – стропильная система. Она состоит из элементов, показанных на иллюстрации.

• Конек или коньковый брус – наиболее нагруженная часть конструкции, на которое опираются стропила (стропильные ноги).
• Стойки поддерживают конек, воспринимая нагрузку от веса кровли и передавая ее на стены здания.
• Угловые (накосные, наклонные) стропила формируют характерную геометрию крыши.
• Балки, образующие стропильную систему, делятся на короткие (укороченные, нарожники) и длинные – центральные и промежуточные. При этом с учетом строения кровли, представляющей собой состыкованные детали – две равнобедренных трапеции по длинным сторонам и два равнобедренных треугольника по коротким – длинные стропила идут вниз от конька, а короткие – от накосных стропил.

• Все доски опираются на нижний брус (обвязку или мауэрлат) или непосредственно в кладку стены, как показано ниже. 

Следует обратить внимание, что для жесткости и прочности конструкции центральные промежуточные стропила (те балки, что сходятся к концам конькового бруса по треугольным и трапецевидным скатам) соединяются. Промежуточные и укороченные элементы такой связи не имеют

Важно: вне зависимости от угла наклона кровли, одинакового для всех скатов, накосные стропильные балки имеют меньший уклон к горизонтали, чем промежуточные и короткие стропила

Это связано с особенностями геометрических фигур, образующих кровлю (трапеций и треугольников)

Важно: вне зависимости от угла наклона кровли, одинакового для всех скатов, накосные стропильные балки имеют меньший уклон к горизонтали, чем промежуточные и короткие стропила. Это связано с особенностями геометрических фигур, образующих кровлю (трапеций и треугольников). Стропила вальмовой крыши, расположенные по углам (накосные) рассчитываются с учетом уклона кровли и высоты конька

Стропила вальмовой крыши, расположенные по углам (накосные) рассчитываются с учетом уклона кровли и высоты конька.

При описании устройства стропильной системы вальмовой крыши используются также термины:

• лежень – это несущая балка, используемая для установки подпорок (стоек) конькового прогона. Она опирается на расположенную внутри дома капитальную стену;
• мауэрлат – прямоугольная рама, уложенная поверх наружных стен дома и связанная с ними. Служит место для крепления концов стропил, длинных и укороченных;
• шпренгель – дополнительная стержневая конструкция, усиливающая основную несущую стропильную систему, обычно устанавливается под диагональными стропильными ногами;
• подкосы и раскосы – наклонные балки, усиливающие основную конструкцию и придающие ей жесткость.

Различные названия элементов связано с использованием отечественных и переводных терминов.

Положение центральной стены, на которую будет смонтирован лежень, может дать различное опирание стержневой системы. При этом, как показано на иллюстрации, количество и расположение усиливающих конструкцию элементов, зависит от величины прогонов. Симметричная кровля более удобна в расчете и монтаже, поскольку не требует уточнения смещения приложенной нагрузки.

Преимущества и недостатки

Здание с такой кровлей притягивает внимание оригинальным обликом. Ее конструктивные характеристики дают возможность обустроить чердачное помещение или мансарду. Кроме того, крыша обладает следующими преимуществами:

Кроме того, крыша обладает следующими преимуществами:

• Отличная защита фасадной части от дождя и града. Строение конструкции позволяет сделать крупные свесы.
• Невысокая подверженность искривлениям и иным нарушениям формы за счет жесткости угловых ребер.
• Из-за отсутствия стоячих стенок торцов конструкция слабо сопротивляется воздушным потокам, поэтому меньше вероятность разрушений и деформаций при сильных осадках и ветрах. Ее рекомендуют ставить в районах с ветреной или нестабильной погодой.
• Благодаря большой скатовой площади кровля прогревается равномерно, что хорошо отражается на микроклимате жилища.

Конструкционные особенности вальмовой крыши

• Основой конструкции, к которой крепятся несущие элементы крыши, является коньковый брус, располагаемый по центру кровли в самой верхней ее части.
• От торцов конька к противоположным стенам под углом 90 градусов отходят 6 центральных стропил, опирающихся на брус-мауэрлат, проложенный по периметру стен.
• Диагональные (вальмовые) стропила соединяют углы кровли с коньковым брусом, образуя треугольник – вальму. Опираются они на стену и торец конька.
• Промежуточные стропила формируют кровлю между центральными стропилами продольной стороны здания. Они опираются на коньковый брус и мауэрлат.
• Отличительные особенности строительства вальмовой крыши – это наличие коротких стропил, опираемых на диагональные. За счет данного приема и образуются на крыше треугольные участки кровли.

Особенности разметки при строительстве вальмовой крыши своими руками

Прочностные показатели возводимой крыши и ее устойчивость к ветровым нагрузкам во многом зависят от того, насколько точно была осуществлена разметка вальмовой крыши. Поэтому процесс работы выполняется в определенной последовательности.

1. Приняв прямоугольник, образуемый мауэрлатом за основу, делим его торцовые стороны пополам и проводим осевую линию, на которой и будет устанавливаться коньковый брус.
2. Изготавливаем мерную планку из подручного материала. И наносим на нее отметку, соответствующую половине ширины прямоугольника. Вторая отметка покажет величину выноса кровли за периметр стен (стропильный свес).
3. От углов вдоль продольной стороны мауэрлатной обвязки стен располагаем мерную планку и переносим метку на брус. В итоге получаем четыре одинаковых квадрата по торцам здания и прямоугольник в его центральной части. Это дает нам важный элемент разметки вальмовой крыши — длину конькового бруса, равняющегося по величине ширина образованного прямоугольника.
4. С обеих сторон здания вдоль узкой стороны прямоугольника делаем на мауэрлате разметку для крепления промежуточных стропил, отстоящих друг от друга на расстоянии 800 – 1000 мм. Аналогичные метки переносим на осевую линию для определения мест крепления стропил к коньку.

Особенности монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши

1. Работа начинается с установки конькового бруса, поднимаемого на необходимую высоту, равную высоте крыши. Опирается конек на вертикальные стойки, дополнительно соединяемые для прочности подкосом.
2. Шесть равных по длине центральных стропил опирают на торцы конька (по три с каждой стороны). Вторым концом стропила опираются на мауэрлат с учетом величины стропильного свеса – по одному стропилу монтируется в центре торцовых стен и по два с продольной стороны здания под углом 90 градусов к ней.
3. Немаловажная часть монтажа стропильной системы при строительстве вальмовой крыши – установка диагональных стропил, являющихся основой формируемой вальмы. Таких стропил четыре и проходят они от торца конькового бруса через углы, образуемые обвязочным брусом стен. Опора вальмовых стропил осуществляется на специально подрезаемую пятку для удобства крепления к коньку и мауэрлату. Эти стропила так же оснащаются свесом.
4. Следующий шаг работы – установка промежуточных стропил, осуществляемая по разметке: стропило крепят к коньку и мауэрлату, оставляя свободно висящим нижний конец для формирования навеса крыши над стеной.
5. Итогом монтажа стропильной системы вальмовой крыши является установка коротких стропил. Опираются они на диагональные стропила и мауэрлат, располагаясь параллельно центральному стропилу в торцовой части крыши на расстоянии 800 – 1000 мм друг от друга.

https://youtube.com/watch?v=n_Yr2QB3diM

Стропильная система возводимой своими руками вальмовой крыши считается одной из наиболее прочных и долговечных, главное правильно произвести монтаж ее несущих элементов

(Visited 3 496 times, 1 visits today)

Как правильно утеплить мансарду?

Кровля из камыша. Плюсы и минусы

В чем заключается ремонт мягкой кровли?

Крыша балкона своими руками

Что такое жидкая кровля?

Снегозадержатели на крышу: как защититься от обвала снега?

Выбираем качественные кровельные материалы

Как выбрать битумную черепицу?

Проектирование и расчеты делаем проект с помощью чертежа

Прежде чем начать работы по обустройству крыши, ее необходимо спроектировать, рассчитать и выполнить чертеж будущей четырехскатной конструкции.

Уклон наклона скатов в зависимости от предназначения чердака, атмосферных нагрузок и типа материала для кровли колеблется в пределах 5º–60º.

В регионах с частыми сильными ветрами или с малым количеством осадков наклон скатов – небольшой, а в местностях со значительными снеговыми нагрузками и частыми дождями – существенно больше, 48–60º.

В свою очередь, на основе угла наклона выбирают материал для кровли:

• 5º–18º – рулонное покрытие,
• 14º–60º – кровельный металл, асбестоцементные листы;
• 30º–60º – черепичная.

Высота конька четырехскатной крыши при данном уклоне скатов рассчитывается по тригонометрическим формулам для прямоугольных треугольников.

Проект дома с четырехскатной крышей начинают с расчета стропил. Их сечение зависит от угла наклона скатов и суммарного значения ожидаемых общих нагрузок: веса конструкции стропил, кровельного пирога, снеговых и ветровых нагрузок. Минимальный запас прочности стропил должен составлять 1.4.

С помощью вычислений определяют также:

• шаг стропил и их несущая способность,
• какие использовать стропила – наслонные или висячие,
• необходимость дополнительных элементов: раскосов, способствующих уменьшению нагрузки на стропила, или затяжек, предохраняющих конструкцию от расшатывания,
• необходимость в наращивании длины стропил или сдваивании балки для их усиления и т. д.

При проектировании стропильную систему рассчитывают:

• на прочность – стропила не должны сломаться;
• на степень деформации при определенных параметрах, например, прогиб стропил для мансардных кровель не должен превышать 0, 4% их длины.

Особенности расчета нагрузки на стропильную систему ↑

Стропильная система находится под воздействием постоянных и временных нагрузок. К первым причисляют массу кровли, обрешетки и контробрешетки, прогонов и самих стропил, а ко вторым – ветровые, снеговые и полезные – это нагрузка от потолков, водогрейных баков, вентиляционных камер и прочего, подвешенных к фермам.

Параметр расчета снеговых нагрузок для средних широт страны по стандарту составляет 180 кг/м² на горизонтальную проекцию кровли. Накопившись, снеговой мешок может увеличить это значение до 400–450 кг/м². Для этих же регионов расчетный параметр для ветровых нагрузок – 35 кг/м².

При наклоне скатов более 60° не учитывается снеговая нагрузка, а при наклоне менее 30° – не учитывается ветровая. Параметры этих нагрузок могут быть скорректированы за счет имеющихся поправочных коэффициентов, в которых учтены местные климатические условия. Общую массу кровли вычисляют, исходя из площади сооружения и используемых материалов.

Расчет вальмовой крыши: онлайн калькулятор ↑

Подсчет материалов, необходимых для возведения крыши, осуществляют, взяв за основу правильный подсчет площади кровли.

Независимо от формы четырехскатной конструкции расчет этой площади сводится к вычислению площади простейших геометрических фигур – равнобедренного треугольника и трапеции. Например, в случае шатровой крыши все сводится к вычислению суммы площадей четырех одинаковых треугольников .

Для расчета крыш используют также специальные программы – онлайн калькуляторы. С их помощью определяют практически все необходимые для этого параметры:

• объем материалов для кровли, тепло- и гидроизоляции,
• количество обрешетки,
• стропильную систему,
• уклон ската и другое.

Рассчитывая количество материала, помимо площади скатов, учитывается также:

• величина нахлестов;
• отходы при раскрое;
• величину свесов карниза и фронтонов.

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости.

Служит опорой для большей части стропил.Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.Угловые стропила.

Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Монтаж кровли

Монтаж

Каркас крыши шатрового типа содержит следующие элементы:

• стропила диагональные;
• опорный брус (мауэрлат);
• боковые и коньковые прогоны;
• подкосы и раскосы.

При обустройстве шатровой крыши могут использоваться следующие виды диагональных стропил:

• стропила висячего типа, опирающиеся на стены и создающие распирающее усилие по горизонтали (используются при отсутствии внутренних несущих перегородок);
• наслонные стропила, опирающиеся не только на стены, но и на внутренние опоры (несущие перегородки).

В деревянных каркасных строениях вся стропильная система опирается на верхнюю обвязку основания здания (в срубах – прямо на верхние венцы конструкции).

В домах из кирпича в качестве опоры используется мауэрлат или специальный опорный брус, укладываемый на заранее подготовленные для этого стены. Их подготовка сводится обычно к выравниванию поверхности верхнего ряда кладки и заливке её стяжкой. Иногда (в целях лучшей привязки мауэрлата) в эту поверхность монтируются закладные элементы.

Сверху на неё по всему периметру здания монтируются опорные брусья и лежни, причём между кирпичной кладкой и мауэрлатом обязательно укладывается слой гидроизоляционного материала.

Стропильная система

При подготовке шатровой крыши вам придётся использовать несколько типов стропильных ферм. Прежде всего, это скаты обычной формы, которые соединяются в коньке. Дополнительно могут использоваться боковые треугольные и диагональные стропила

При их монтаже основное внимание уделяется отсутствию расхождений по длине и углу наклона этих элементов, которые должны быть чётко выверены для всех четырех сторон. При этом длина свеса выбирается обычно исходя из особенностей конструкции и может достигать одного метра

После монтажа накосных стропил можно перейти к закреплению центральных (промежуточных)

При этом не следует забывать о том, что они должны быть одного размера и размещаться строго параллельно. Один их конец крепится к мауэрлату, а другой – к коньку кровли

После монтажа накосных стропил можно перейти к закреплению центральных (промежуточных). При этом не следует забывать о том, что они должны быть одного размера и размещаться строго параллельно. Один их конец крепится к мауэрлату, а другой – к коньку кровли.

После этого вы можете приступить к креплению угловых стропил к стропилам диагонального типа. С этой целью с обеих сторон накосных стропил устанавливается специальный черепковый брус.

В заключение вам остаётся лишь набить обрешётку и застелить кровельный материал.

Особенности конструкции

Поверху набивается контробрешётка, фиксирующая систему гидроизоляции и образующая зазор для вентиляции подкровельного пространства. С внутренней (нижней) стороны стропил укладывается утеплитель, закрываемый сверху слоем пароизоляции.

Самостоятельный расчёт площади четырёхскатной крыши

Как уже говорилось ранее, в первую очередь составляется полный план крыши. Если проекта дома нет или стропильная система уже установлена, то план крыши придётся составлять по уже имеющемуся каркасу. Для этого потребуется лишь рулетка и угол. С помощью данного инструмента измеряются все линии крыши, от конька до перекрытий. Если крыша многоуровневая и состоит из различных высот, то на чертеже необходимо отразить, где какая высота. Так же желательно составить план крыши в проекции. Это поможет наиболее наглядно представить картину. Однако, составлять проекцию крыши необходимо только если есть навыки черчения.

Составив подробный чертёж, не составит труда разложить крышу на отдельные геометрические составляющие элементы. Это необходимо для более точных расчётов.

Помните, что размеры крыши нельзя ограничивать лишь её периметром. Необходимо так же добавлять длину свесов кровли там, где предполагается.

Правила, которые необходимо соблюдать, когда ведётся расчёт четырёхскатной крыши:

1. Необходимо разбить чертёж на отдельные геометрические фигуры. Вынести каждый из них на отдельный рисунок. Перенести все размеры.

Чем проще будут фигуры, и чем больше параметров вы будете знать, тем проще будет производить расчёт.

• Длину одного ската определяют, измеряя расстояние от крайней линии карниза до конька.
• Каждый скат крыши рассчитывается следующим образом: площадь фигуры умножается на косинус того угла, под которым располагается данный кровельный элемент.
• Если какой – либо скат представляет собой неправильный прямоугольник, его необходимо разделить на правильные геометрические фигуры. И так же провести расчёт каждой по отдельности.
• После того, как произведены расчёты каждого элемента по отдельности, полученные цифровые значения суммируются.

Расчет площади вальмовой крыши

Для примера приведём расчёт кровли четырёхскатной крыши.

Предположим, что наша четырёхскатная крыша состоит из следующих элементов: две правильные трапеции и два равнобедренных треугольника. Скаты крыши располагаются под углом 30°. Косинус данного угла равен 0,87.

Трапециевидные скаты имеют следующие параметры: одна сторона 10 м, другая 7 м, высота 3м.

Треугольные скаты: две стороны по 3,34 м, одна сторона 7м. Высота треугольника 4,8 м.

Приступаем к расчётам.

Площадь трапеции находится следующим образом: суммируем длину горизонтальных сторон, делим на 2, умножаем на высоту. То есть, в нашем случае: S=(10 +7)/2 x 3 = 25,5.

Не забудьте, что полученное число необходимо умножить на косинус угла, в нашем случае на 0,87. В итоге площадь трапециевидного ската равна 22,185. Округляем в большую сторону, до 22,5 метров.

Далее вычисляем площадь треугольных скатов. S= ((7 x 4,8)/ 2)x cos 30° = 16,8 x 0,87 =14,7.

Завершающим этапом становится суммирование всех площадей: S = 22,5×2 + 14,7×2 = 74,4. Округляем до 75.

Таким образом, площадь четырёхскатной крыши, в нашем случае, будет равна 75 м?.

В процессе расчёта, из общей площади не вычитают различные небольшие элементы, такие как: слуховые окна, вентиляционные каналы, дымоходные трубы, парапеты или зенитные фонари. Так как площадь их мала, они не влекут особых финансовых затрат. Кроме того, вполне можно совершить ошибку при расчёте.

Что нужно учитывать?

Помимо выше перечисленного при расчете учитывается:

• Тип конструкции. Может быть висячий или наслонный. В свою очередь он зависит от возможности размещения лежня и дополнительных вертикальных опор (оптимальное решение) и несущих способностей материала стен.
• Потребность в использовании подкровельного пространства в качестве жилого. Каркасы, закрывающие жилые мансарды укрепляют по нестандартным схемам (с заменой подкосов на ригели и шпренгельные фермы) или расширяют путем установки двух коньковых прогонов вместо одного.
• Наличие или отсутствие утепляющей прослойки. Это учитывается при выборе ширине стропильных ног и способа вентиляции кровли.

Основные распорные нагрузки в таких конструкциях приходятся на мауэрлат, весовые – на вертикальные опоры и диагональные стропила.

Все остальные элементы размещают максимально равномерно, вне зависимости от габаритов и назначения вальмовая крыша всегда укрепляется.