Расчет стропильной системы вальмовой крыши – онлайн калькулятор с чертежами стропил

Расчет вальмовой крыши дома — онлайн калькулятор угла наклона, стропил, материалов

С помощью калькулятора по расчету вальмовой крыши можно определить угол наклона, количество обрешетки и рассчитать стропильную систему. Также вам будет дана подробная информация о необходимом объеме строительных материалов. Выполните онлайн расчет вальмовой крыши дома.

Укажите кровельный материал:

Введите параметры крыши:

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

123

Расчёт обрешётки:

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

1 (80/56 кг/м2)2 (120/84 кг/м2)3 (180/126 кг/м2)4 (240/168 кг/м2)5 (320/224 кг/м2)6 (400/280 кг/м2)7 (480/336 кг/м2)8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Регион

IaIIIIIIIVVVIVII

Высота до конька здания

5 мот 5 м до 10 мот 10 м

Тип местности

Открытая местностьЗакрытая местностьГородские районы

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Высота подъёма: 0 см.

Длина конькового бруса: 0 см.

Площадь поверхности крыши: 0 м.

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м².

Длина боковых стропил: 0 см.

Длина диагональных стропил: 0 см.

Количество вальмовых стропил: 0 шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество боковых стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м³.

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

О калькуляторе

Онлайн-калькулятор вальмовой крыши поможет рассчитать её параметры: объём кровельных и изоляционных материалов, обрешётки, прочность стропильной системы, корректность угла наклона кровельных скатов. В базе калькулятора содержатся сведения о большинстве кровельных материалов. Это металлочерепица, битумная, керамическая и цементно-песчаная черепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин и другие материалы. Поэтому воспользовавшись данным калькулятором вы сможете более точно рассчитать конструкцию и определиться с будущей постройкой. В данном калькуляторе рассматривается классический вариант вальмовой крыши с равными скатами и равными углами скатов по отношению к основанию крыши.

Прежде чем конструировать вальмовую крышу, ознакомьтесь с нормативными документами, такими, как СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

Обратите внимание! Рекомендуемые параметры рассчитываются согласно СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009.

Вальмовая крыша представляет собой своеобразный вариант двускатной крыши, но в профиль представляющей форму трапеции. На торцах вальмовой крыши находятся скаты, по форме напоминающие треугольники (так называемые вальмы). Крыша имеет в общей сложности 4 ската (два боковых и два торцевых) и 4 ребра (так называемые диагональные стропила).

Такая конструкция хоть и сложнее обычных двускатных крыш, но имеет свои преимущества, к тому же вальмовая крыша прекрасно выглядит.

Существуют также полувальмовые крыши, в которых вальмовые скаты меньше по длине и не достигают карниза.

Для отделки вальмовой крыши можно использовать всевозможные кровельные материалы. При их выборе следует учесть особенности климата вашего региона и обратить внимание на предъявляемые материалами эксплуатационные характеристики.

При заполнении полей калькулятора вы можете узнать дополнительную информацию, расположенную под знаком .

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по данному калькулятору, вы можете написать нам, используя форму комментариев внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона крыши

Здесь вы увидите сообщение о том, соответствует ли указанный угол наклона крыши нормам по кровельному материалу. Если угол не будет соответствовать, то вам будет рекомендовано его изменить.

Высота подъёма

Высота крыши от ее основания до конька (свесы не учитываются).

Длина конькового бруса

Коньковый брус будет иметь данную длину между вальмами.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности, включая имеющиеся свесы. Данный параметр поможет вам рассчитать необходимые материалы для строительства.

Примерный вес кровельного материала

Суммарная масса выбранного кровельного материала, необходимого для крыши заданных размеров.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое количество изоляционного материала. Указано количество в рулонах, исходя из стандарт — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 %.

Нагрузка на стропильную систему

Максимальный вес, оказываемый на стропильную систему. Учитываются ветровые и снеговые нагрузки выбранного региона, угол наклона крыши, а также вес всей конструкции.

Длина боковых стропил

Расчетная длина стропил с учетом свесов.

Длина диагональных (накосных) стропил

Длина каждого из четырёх диагональных стропил (рёбер).

Количество боковых и вальмовых стропил

Общее количество стропил для боковых и вальмовых скатов, не считая четырёх диагональных стропил.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

1. В первой колонке указаны сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Здесь указаны сечения, которые можно использовать при постройке вальмовой крыши с заданными параметрами. Отправной точкой расчетов служит суммарная нагрузка на конструкцию. После чего определяется соответствующее сечение стропил, представленное в данной таблице.
2. Во второй колонке указан суммарный вес стропил, который бы получился, если использовать их для возведения всей крыши.
3. В третьей колонке указан суммарный объем стропил в кубических метрах. Этот показатель может вам пригодиться при расчете стоимости.

Количество рядов обрешетки

Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли с заданными параметрами. Обязательно уточните необходимое количество рядов обрешетки для выбранного кровельного материала, это вы можете сделать у продавцов кровельных материалов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Чтобы равномерно расположить обрешетку, следует использовать указанный здесь шаг. Он обеспечит необходимую прочность кровли и сэкономит материал.

Объем досок обрешетки

Объем досок на обрешетку (для всей крыши). Это значение поможет вам при расчете стоимости пиломатериала.

Примерный вес досок обрешетки

Приблизительный вес всей обрешетки.

kakpravilnosdelat.ru

Как рассчитать вальмовую крышу

Наиболее популярной и самой распространенной конструкцией крыши дома, вне всякого сомнения, является двухскатная. Но в последнее время также значительное распространение получила вальмовая крыша. Она отличается тем, что является четырехскатной, два ската которой (называемые вальмы – отсюда и наименование), заменяют фронтоны традиционной двухскатной крыши. Она обладает рядом несомненных достоинств и имеет несколько разновидностей. Кроме того, вальмовая кровля имеет относительно сложную конструкцию и технологию изготовления, что делает предварительные расчеты основных параметров крыши и потребности в материалах важной стадией подготовки к непосредственному строительству.

Виды вальмовых крыш

Перед тем как выполнять расчет, необходимо четко представлять, что в итоге должно получиться. Различают следующие разновидности рассматриваемой конструкций крыш.

Классическая вальмовая крыша

Классическая вальмовая кровля дома имеет 4 ската, два из которых трапециевидной, а два других – треугольной формы. Как уже было сказано выше, треугольные скаты, по-другому называемые вальмы послужили причиной происхождения наименования рассматриваемого вида крыш. Основными достоинствами данной конструкции является ее высокая надежность, функциональность, а также оригинальный и привлекательный внешний вид. К недостаткам можно отнести относительную конструктивную и технологическую сложность, а также дороговизну при строительстве.

Полувальмовая крыша

Отличается от классической разновидности тем, что вальмы, то есть треугольные скаты, имеют усеченную форму. Для полувальмовой крыши характерны отличные эксплуатационные показатели и привлекательный и очень интересный внешний вид. Однако, данный вид кровель является одним из самых конструктивно и технологически сложных, и дорогих.

Шатровая крыша

Достаточно популярная разновидность традиционной вальмовой крыши, отличающаяся от нее тем, что все четыре или более скатов треугольные, сходящиеся в одной точке. Венчает конструкцию не горизонтальный конек, а коньковый узел, находящиеся в верхней точке пирамиды, которую образуют скаты. Как правило, применяется в случае квадратного здания, или сооружения в форме равностороннего многоугольника.

Ломаная крыша

Еще одна крайне привлекательная внешне разновидность крыши дома. Для нее характерно то, что все скаты имеют различные размеры и форму. Недостаток аналогичен полувальмовой конструкции – сложность конструкции и технологии изготовления, а также дороговизна даже на фоне остальных недешевых разновидностей рассматриваемого типа кровель.

Конструкция вальмовой кровли

Еще один немаловажный вопрос, который необходимо прояснить перед тем начать расчет площади и потребности в материалах, это особенности конструкции кровли, то есть состав элементов, которые и нужно будет рассчитать. Основные элементы конструкции:

• конек (коньковый брус). Располагается сверху конструкции по центру кровли. Является одним из главных несущих элементов, на который опираются и к которому примыкают большая часть стропильной системы;
• угловые (накосные) стропила. Располагаются таким образом, что один конец крепится к краю здания (или выходит за него), а второй – к коньку. Воспринимают большую часть нагрузки крыши, являясь, вместе с коньком, основным видом несущих кровельных конструкций;
• центральные стропила. Образуют стропильную систему, тянущуюся по всей длине и высоте скатов от конька;
• вальмовые (короткие) стропила. Образуют стропильную систему вальмов. В конек упирается обычно только одна стропильная нога, остальные крепятся к угловым стропилам.

Основные правила расчета вальмовой кровли

Как уже было отмечено выше, конструкция вальмовой кровли достаточно сложна. Поэтому необходимо обязательная разработка проекта и привлечение специалистов для выполнения необходимых расчетов. Многолетний опыт самых разных строителей неоднократно доказал, что желание сэкономить незначительные средства на проектирование и предварительных расчетах приводит, как правило, к значительно большим потерям на стадии строительства.

Но в самом крайнем случае, если экономия крайне необходима часть чертежей и элементов можно выполнить и рассчитать самостоятельно. В частности, своими руками вполне можно выполнить расчет места последующей установки конька и других элементов кровельной стропильной системы.

Определение местоположения конька и стропил

Для этого необходимо произвести следующие операции:

• разметить линию центральной оси с торцов дома на уровне верха карниза. Таким образом определяется место расположения конька;
• при помощи измерительной линейки, располагающейся одним концом на размеченной линии конькового бруса, а другим – на линию боковой стены, определяется место установки обычных стропил;
• затем определяется также при помощи измерительной линейки длина свеса, только линейка одним концом выходит за границу внешней стены;
• аналогичная процедура выполняется по все длине рассматриваемой стены, а затем  — для трех оставшихся стен.

Таким образом, будут получены места последующего монтажа конька и всех стропил.

Существенно упростить расчеты длины элементов стропильной системы может таблица коэффициентов, в которой указаны соотношения следующих показателей: уклон кровли/длина промежуточного стропила/длина углового стропила.

Расчет площади вальмовой кровли

После того как определены месторасположение и размеры стропильной системы, не представляет особой сложности рассчитать площадь покрытия вальмовой кровли. Для этого она делится на составляющие ее элементы – скаты, для каждого из которых рассчитывается его площадь с учетом свесов. Формулы, используемые при этом, известны со школьной скамьи и достаточно просты.

Затем полученные данные суммируются. Результат сложения и будет общей площадью вальмовой кровли с одним существенным уточнением. Из полученной цифры необходимо вычесть площади труб дымохода и окон, располагающихся на кровле.

Расчет угла наклона вальмовой крыши

При расчете угла наклона вальмовой кровли учитывает достаточно большое количество показателей, в частности, количество осадков, уровень ветровой и снеговой нагрузки, предназначение чердачного помещения, материал кровельного покрытия и т. д. Поэтому подобные расчеты лучше выполнять при помощи специализированных программ с привлечением профессиональных проектировщиков.

Следует отметить, что величина угла колеблется от 5 до 60 градусов.

Все вышесказанное относится к самому простому типу вальмовой кровли. Задача рассчитать элементы и потребности в материалах серьезно усложняется при появлении дополнительных архитектурных элементов, например, если появилось желание украсить дом эркером. Пример расчета кровли с эркером приведен на видео:

По аналогии расчета кровли с эркером выполняются расчеты и других архитектурных элементов. Необходимо помнить при этом, что пример с эркером – один из самых простых.

Необходимо добавить следующее. Для упрощения расчетов зачастую прибегают к использованию онлайн-калькуляторов, помогающих выполнить часть расчетов. Например, как в этом случае:

Заключение

Вальмовая кровля обладает достаточно сложной конструкцией. Поэтому оптимальным вариантом расчет является приглашение профессиональных проектировщиков с целью подготовки полноценного проекта, содержащего все необходимые размеры, спецификацию потребности в материалах и т.д. В случае желания сэкономить, часть расчетов можно выполнить самостоятельно.

bouw.ru

Как правильно рассчитать вальмовую крышу

Первое что надо сделать перед возведением вальмовой крыши – это разработать проект. Он должен содержать точный чертеж и правильный расчет всей конструкции. Если есть опыт в этом деле, проект можно составить своими руками. Человеку, не имеющему определенных знаний, чертежи и расчет крыши лучше доверить специалисту. Однако в любом случае готовый проект требует утверждения до начала строительных работ.

Часто допускаемые ошибки при расчете крыши

Многие даже опытные мастера, делая расчет вальмовой крыши, начинают сразу составлять чертеж и подробный план, что крайне неверно. За этими действиями скрывается основная ошибка – отсутствие замеров коробки здания. Общие размеры, конечно же, есть, но мало кто уделяет внимание стенам. Со стороны они кажутся ровными с идеально прямыми углами. А вот если взять и выполнить своими руками дополнительные точные замеры, то можно найти много невидимых погрешностей даже на новом доме. Игнорирование их приведет к тому, что составленный чертеж крыши будет содержать неверные размеры некоторых узлов. Эти ошибки помешают правильно смонтировать первые опоры.

Прежде чем сделать расчет четырехскатной кровли надо взять уровень, рулетку, строительный шнур и произвести новые замеры. С помощью шнура и рулетки между противоположными углами замеряют диагонали, уровнем проверяют высотные отметки стен. Хотя малые неточности, но они все равно будут и их надо исправить:

• Не параллельность стен коробки выравнивают за счет правильного расположения мауэрлата.
• Малую погрешность высоты каждой стены исправляют подкладками под мауэрлат.

Если, на удивление, выполненные своими руками контрольные замеры показали большие погрешности, в расчет и чертеж необходимо внести дополнительные элементы каркаса крыши для исправления недочетов.

Важно! Двумерный чертеж каркаса кровли создает ошибочное видение конструкции. Чтобы иметь полное представление о будущей крыше, необходимо создать самостоятельно объемную ее модель.

По разработанной модели проще определить, нравится конструкция или нет. На этапе проектирования еще можно что-то изменить. В дальнейшем это будет невозможно.

Совет! Подыскивая в интернете готовый чертеж под определенные размеры коробки дома, не следует брать подробные схемы со сложными формулами и латинскими обозначениями. Их сможет понять только специалист.

Для лучшего представления процесса строительства четырехскатной крыши на фото можно увидеть мастер-класс, где показаны все основные узлы и этапы их возведения.

Расчет стропильной системы и обрешетки

Самым важным и сложным является расчет стропильной системы. Выполнить его своими руками придется в первую очередь. От этого будет зависеть прочность и длительность эксплуатации всей кровли. Именно на стропила припадает основная нагрузка кровельного пирога, атмосферных осадков и ветра. Во время расчета потребуется определить оптимальное сечение стропильных ног и их шаг, то есть расстояние между стропилами в готовом каркасе вальмовой кровли. Что касается обрешетки, то здесь выясняют те же параметры, связанные с сечением и шагом элементов.

Приступая к расчетам надо учесть, что длина ноги стропила и расстояние между ними взаимосвязаны. В помощь застройщику есть специальная расчетная таблица, откуда можно взять важные данные.

Вдобавок таблица отображает оптимальное сечение заготовок при определенном размере и шаге стропил. Если выясняется, что по таблице необходимы пиломатериалы большого сечения, а они дорого стоят, можно прибегнуть к строительной хитрости. Берут несколько заготовок меньшего размера и сечения и просто сращивают их. Это, кстати, не противоречит строительным нормам.

Расчет обрешетки вальмовой кровли зависит от выбранного покрытия. Чем жестче кровельное покрытие, тем реже шаг обрешетки. Под мягкую кровлю монтируют сплошную обрешетку из фанеры или ОСБ. Для металлочерепицы укладывают разреженные элементы сечением 32х100 мм.

Совет! Расчет обрешетки лучше производить после точного решения, чем будет покрыта вальмовая крыша.

Порядок расчета кровельного покрытия

Чтобы высчитать своими руками, сколько потребуется кровельного покрытия для вальмовой крыши, необходимо вспомнить школьную программу по геометрии. Дело в том, что форма скатов представляет два треугольника и две трапеции.

Измерив стороны трапециевидного ската, высчитывают его площадь по формуле: S=1/2(b1 +b2)h.

Следующим замеряют стороны треугольного ската и аналогично по формуле высчитывают его площадь: S=1/2 bh.

Так как треугольных и трапециевидных ската на вальмовой крыше два, то оба результата умножают на это же число. Теперь осталось сложить полученные результаты для выяснения общей площади кровли.

Однако делать своими руками расчет кровельного покрытия еще рано. Надо учесть дополнительные сооружения. Например, на свес придется добавить площади. Обычно его ширина колеблется от 300 до 500 мм.

А вот дополнительные сооружения на кровле уменьшают площадь покрытия. Это могут быть дымоходы, окна, балконы и т. д. При расчетах своими руками потребуется вычислить площадь каждого сооружения, и отнять результат от общей площади всех скатов.

Внимание! Если в качестве выступающего сооружения имеется, например, только один дымоход или вентиляционная труба, их в расчет не берут.

Надо учесть, что из-за непрямоугольной формы скатов крыши получится много отходов кровельного материала, что требует к готовому результату добавить 20%.

Расчет доборных элементов

Делая своими руками расчет покрытия вальмовой крыши надо помнить о доборных элементах. Ими завершают кровельные работы, а некоторые, наоборот, монтируют первыми.

Рассчитывают доборные элементы в следующем порядке:

• Капельники или по-другому карнизные планки крепят к лобовой доске до начала укладки кровельного покрытия. Рассчитать их количество, можно измерив длину периметра кровли. Так как длина одного капельника составляет 2 м, нетрудно вычислить необходимое их количество с учетом того, что планки укладывают внахлест 50 мм.
  
• Расчет коньковых планок делают по длине стыков всех скатов. Здесь надо учесть, что для вальмовой кровли характерен не один горизонтальный конек, находящийся сверху соединения двух скатов. К нему надо добавить еще четыре наклонных конька, образованных боковым соединением скатов. Количество коньковых планок высчитывают аналогично, как и капельники с учетом того, что длина одного элемента составляет 2 м плюс нахлест от 30 до 50 мм.

Уменьшить расход доборных элементов можно, заказав их изготовление индивидуально большей длины. Экономия получается за счет меньшего количества нахлестов.

Важно помнить о выступающих на крыше сооружениях. Места примыкания к ним кровли также надо закрыть планками. На круглые трубы лучше надеть герметичные колпаки.

Расчет расхода материалов кровельного пирога

В состав кровельного пирога входит гидроизоляция, а если чердак будет теплым, потребуется еще пароизоляция и утеплитель.

Количество гидро – и пароизоляции всегда совпадает. Эти материалы представляют пленку или мембрану. Отличается только место их крепления. Гидроизоляция укладывается сверху стропил, а пароизоляция изнутри. Рассчитать своими руками их расход можно по общей площади скатов, сделав допуск 20% для нахлестов.

Расход теплоизоляции зависит от количества стропил и расстояния между ними. Это связано с тем, что утеплитель укладывают между стропильных ног. Хотя это не столь важно, ведь общий расход все равно будет соответствовать общей площади скатов. Единственное исключение – не потребуется делать допуск для нахлеста.

Расчет уклона скатов

Очень важно правильно определить уклон скатов кровли. Сделать это своими руками можно по геометрическим формулам используя Теорему Пифагора.

На фото видна схема классической вальмовой кровли. Чтобы определит угол скатов надо учесть высоту каркаса – h, длину ног боковых стропил – e, длину ног вальмовых стропил – d. Высчитать все эти показатели можно по трем геометрическим формулам.

Надо знать, что чем больше высота – h, тем круче получатся скаты.

Рассчитывая своими руками угол скатов, необходимо учесть массу всего кровельного пирога, количество выпадения в регионе осадков, климатические особенности и вес предполагаемого для установки на крышу дополнительного оборудования. Все это создает нагрузку на стропильную систему и от правильно рассчитанного уклона зависит прочность вальмовой крыши.

На этом видео показан расчет вальмовой крыши:

Как видно, сделать все расчеты крыши дело непростое, но при сильном желании возможное. Кроме готовых примеров фото и чертежей, понадобятся математические знания.

Что еще почитать по теме?

Автор статьи:

Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

proroofer.ru

Расчет вальмовой четырехскатной крыши

Строительство вальмовой конструкции крыши с четырьмя скатами считается одним из наиболее сложных вариантов возведения и обустройства из-за наличия в каркасе многочисленных достаточно непростых узлов сопряжения. До того момента, как начнется строительство стропильной системы, необходимо сделать общий расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом, и только после этого станет ясной ситуация, насколько массивной и тяжелой получится конструкция стропил.

Из чего состоит расчет четырехскатной крыши

В любой конструкции четырехскатной кровли, от самой простой, шатровой, до сложной вальмовой крыши ломаного типа, расчет выполняется по одной и той же схеме:

• Выполняется эскизное проектирование вальмовой крыши своими руками согласно замыслу постройки и проектному заданию;
• Разрабатывается основной чертеж вальмовой крыши;
• Выполняется расчет вальмовой крыши, наиболее нагруженных частей каркаса четырехскатной вальмовой кровли;
• Уточняют размеры основных деталей стропильной системы, выполняют деталировочные чертежи отдельных узлов.

В данном случае приведена методика ручного расчета деревянного каркаса и стропильной системы кровли. Способ и основные этапы расчета не представляют особой сложности, выполнить проектирование и разобраться в расчетах вполне по силам даже школьникам. Если человек владеет методикой расчета, то у него есть четкое понимание того, как работает стропильная, коньковая и опорная балка, где находятся наиболее слабые звенья четырехскатной крыши.

Для определения размеров можно воспользоваться любой онлайновой программой или системой автоматизированного проектирования, но иногда оценку прочности и устойчивости приходится делать, что называется, «на ходу».

Устройство вальмовой крыши

Конструктивно классическая четырехскатная вальмовая крыша состоит из двух основных скатов и двух боковых вальм. Для расчета длин и сечений бруса необходимо составить максимально точный эскиз, или лучше — чертеж будущей четырехскатной крыши. Используя схемы с различным исполнением углов наклона и высоты крыши, можно прорисовать и просчитать различные варианты компоновки кровли, и главное – определить геометрические размеры наиболее нагруженных деталей каркаса.

Основными элементами конструкции четырехскатной крыши являются:

1. Рядовые стропильные балки, формирующие два основных ската. Стропила точно такие же по форме и исполнению, как в обычной двухскатной крыше. Скаты имеют форму равнобедренной трапеции;
2. Вальмовые угловые, называемые еще накосными или диагональными стропилами, располагаются в углах каркаса крыши и формируют так называемые вальмовые скаты в виде симметричных равнобедренных треугольников;
3. Нарожные стропила, из которых формируется плоскость вальмовых скатов;
4. Вертикальные стойки, на которые опираются коньковая балка и все четыре ската.

Кроме того, в конструкции применяется большое количество вспомогательных элементов, призванных увеличить жесткость всего четырехскатного каркаса. Это всевозможные подкосы, распорки, шпренгели, устанавливаемые в качестве опорных элементов стропил, фото.

Самые длинные стропила называются угловыми, наиболее короткие – нарожными.

Расчет параметров каркаса крыши

По условиям задачи необходимо будет, пользуясь чертежами, выполнить оценочный расчет наиболее нагруженных элементов стропильной системы – вертикальной опорной стойки и стропильной балки четырехскатной вальмовой крыши. Кроме того, нужно выполнить расчет их размеров и положение линий запила под опорные поверхности на мауэрлате и коньковом прогоне.

Обычно используются схемы с одинарным коньковым прогоном, как на чертеже, но если подкрышное пространство планируют использовать в качестве чердака или мансардного помещения, в этом случае четырехскатную крышу строят по двухпрогонной схеме. Такой вариант значительно дороже, но позволяет получить более устойчивую и жесткую вальмовую конструкцию в случае постройки кровли с большой поверхностью ската.

Оба варианта четырехскатной крыши используют наслонные стропила с фиксацией стропильных балок на мауэрлате и опорой на коньковом прогоне. Расчет обоих вальмовых крыш выполняется по одной и той же методике.

Для выполнения расчета нам потребуется:

• Определить нагрузки, действующие на каркас вальмовой крыши;
• Проверить на прочность и устойчивость вертикальную опорную стойку;
• Рассчитать прогиб и прочность рядовой и диагональной стропильной балки.

Для выполнения расчета используется упрощенная схема четырехскатной вальмовой крыши, приведенная ниже.

Все элементы каркаса четырехскатной вальмовой крыши условно можно разделить на две группы — балки, в том числе и стойки. Первые работают в условиях прогиба или под действием изгибающего момента. Вторая группа силовых элементов относится к более простым случаям, они работают в условиях линейного сжатия или растяжения. В этом случае расчет несущей способности сжатой стойки определяют из условий статической устойчивости под сжимающей нагрузкой.

Методика расчета устойчивости и прочности вертикальных опор и подкосов

На первом этапе нужно определить прочность вертикальной стойки, исходя из известной величины вертикальной нагрузки. Силу давления на вертикальные стойки вычисляют, как сумму трех составляющих — массы крыши с кровельным покрытием и веса от максимального снегового покрова. Так как скаты расположены под углом, то итоговое вертикальное давление, воспринимаемое крышей, можно грубо принять, как половину веса деревянных конструкций четырехскатной конструкции и массы снега, посчитанной, исходя из площади кровельного покрытия, перемноженной на максимальный вес 1 м² снежного покрова кровли для данного региона.

Прочность вертикальной опоры определяют из следующего соотношения:

σ = Р/S ≤ M_с , где М_с – удельная прочность на сжатие конкретной породы древесины, Р— вертикальная нагрузка под действием веса четырехскатного каркаса и массы снега, в килограммах, S – суммарная площадь поперечного сечения всех вертикальных опор в данной конструкции. Полученная от деления величина не должна быть больше М_с, справочного значения, которое можно взять из справочника или СНиПа №II-25-80. Например, стойка из сухой сосны, сечением в 120 см², выдерживает огромную вертикальную нагрузку почти в 16 тонн, поэтому расчет на прочность не имеет определяющего значения.

Почти всегда расчеты вертикальных стоек выполняют по запасу устойчивости или способности опоры воспринимать усилие без деформации и изгиба.

Для классификации гибкости опоры вводят понятие коэффициента гибкости λ, для куба он равен 0, для большинства реальных деревянных опор его значение может быть от 40 до 100 единиц.

Формула расчета устойчивости длинного деревянного стержня, который представляет собой опора четырехскатной крыши, выглядит так: σ = Р/ φS ≤ M_с , где φ— коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно положениям СНиПа №II-25-80 по формуле:

• Для значений λ меньше 70 единиц φ рассчитывают по формуле: φ = 1 – 0,8(λ/100)²;
• При значениях λ больше 70 единиц φ получают: φ=3000/ λ².

Практическое значение φ колеблется в пределах от 0,3 до 0,7.

Проще всего использовать график, позволяющий по зависимости λ – φ и соотношений длины к диаметру опоры получить точное значение φ и выполнить проверочный расчет на устойчивость.

Прочность стропильной балки

Расчет несущих вертикальных опор, как правило, является проверочным, так как в действительности запас прочности и устойчивости стоек, изготовленных из стандартного бруса 100х150 мм, для большинства вальмовых крыш всегда больше, чем требуется в реальности. Намного важнее проверить прочность стропильной диагональной балки, которые нередко ломаются под весом снега из-за недостаточного запаса жесткости.

Для проверки прочности стропильной балки на нагрузку используется стандартная формула — (Р/φS) + (M_z/W_z) ≤ M_y, где:

• Р — суммарная нагрузка от веса конструкции вальмовой крыши, снегового покрова и вертикальной составляющей давления от потока ветра в кг;
• S – размер поперечного сечения в см²;
• W_z и M_z – момент сопротивления и значение изгибающего момента стропильной балки соответственно;
• M_y – справочная величина сопротивления конкретной породы древесины балки изгибающему усилию.

Все расчеты на прочность выполняются из предположения, что древесина балки, используемой для стропил вальмовой крыши, не имеет дефектов и повреждений, что на практике не всегда соответствует действительности. Кроме того, доски из разных частей ствола дерева имеют разную прочность, поэтому стропила для четырехскатной вальмовой крыши выполняют составными, в виде пакета из сбитых двух-трех досок 50х150 мм. Расчеты такого стропила по стандартной схеме.

Расчет геометрии элементов вальмовой четырехскатной крыши

Конструкцию вальмовой четырехскатной крыши можно представить в виде пространственного набора прямоугольников и трапеций.

proroofer.ru

Стропильная система вальмовой крыши: конструктивные особенности, проектирование, расчет

В классическом исполнении вальмовая кровля использовалась в основном при строительстве многоэтажных зданий. Но в последние годы наметилась стойкая тенденция к устройству данного типа крыш в загородном домостроительстве.

Сложная конфигурация вальмовых конструкций дает возможность подчеркивать индивидуальность постройки и воплощать оригинальные дизайнерские решения.

Вальмовая конструкция является одним из видов четырехскатных крыш.

Ее составными элементами являются два трапециевидных ската, являющиеся основном частью, и два треугольных ската, напоминающие наклонные фронтоны. Трапеции верхними гранями соединены по одной прямой, а треугольники как бы заполняют образующиеся пустые пространства.

А вы знаете, как выполняется подшивка карнизов крыши софитом?

Практические советы, как сделать красивый флюгер на крышу своими руками читайте здесь.

Исключительно оригинальный вид имеют полувальмовые, или датские кровли с переменным углом наклона, придающими зданию выразительных вид. Минусом данной разновидности является большое количество стыковой и значительное усложнение системы стропил.

Стопильная система

Система стропил надежно защищает здание от нежелательного влияния факторов окружающей среды.

Ее возведение– дело очень ответственное.

До начала работ необходимо подготовить чертеж и составить план системы стропил. Для этого требуется сделать все требуемые расчеты – прежде всего определить угол уклона.

Величина угла прямо пропорциональна количеству используемого кровельного материала.

Устройство стропильной системы

• До начала укладки стропил надо уложить мауэрлат, который будет служить опорой для всей системы. До начала укладки мауэрлата следует оборудовать армированный пояс для усиления несущей способности стен и обеспечения подходящей ровной поверхности. Для этого используют конструкции из железобетона.
• Если постройка каменная или кирпичная, по верхней части стен выставляется опалубка, в которую затем вставляют каркас на основе арматуры, после чего заливают бетоном.
• Во время установки каракаса к нему прикрепляют оцинкованные шпильки из металла. Их диаметр должен быть как минимум 1 см. Длина подбирается с таким расчетом, чтобы верхние части выступали на 3-5 см из мауэрлата.
• После затвердения бетона его верхняя часть промазывается битумом, а сверху клеится рубероид, который защищает дерево от гниения. На выступающие шпильки насаживают бруски (в них предварительно должны быть высверлены отверстия). Для закрепления конструкции используют гайки.
• Мауэрлат изготавливают из деревянного бруса сечением 15 х 15 или 10 х 15 см.
• Материал должен быть тщательно просушен и пропитан антикоррозийными средствами.
• После этого параллельно коньку (к нему крепят стойки, которые поддерживают определенную часть системы стропил) устанавливают центральную балку.

Элементы каркаса и стропильной системы

Основными составляющими каркаса и системы стропил являются:

• прогон;
• мауэрлат;
• опорная доска;
• затяжки;
• обрешетка;
• нарожники;
• подкосы;
• рядовые стропила;
• накосныестропила;
• стропила диагональные.

Итак, из кровельных элементов создается стропильная ферма с несколькими треугольниками в основании. Поскольку эта геометрическая фигура является самой устойчивой, ферма также отличается значительным уровнем жесткости.

Стропильные ноги – основная несущая деталь всей конструкции. Их устанавливают под предварительно вычисленным углом наклона скатов.

Основной функцией мауэрлата является равномерное распределение веса всей конструкции (стропил, дополнительных элементов и т.д.) на стены.

Опорой для нижних торцов стропильных ног являются наружные стены, а для верхних торцов – промежуточные прогоны или подконьковый брус. Назначением этих двух элементов является передача нагрузки на поверхность несущих стен посредством системы стоек.

Расстояние между стропильными ногами может быть до 2 метров. Конкретная величина зависит от материала для кровли и сечения стропильных брусов.

Виды стропил

Стропила для вальмовой кровли делятся на два типа:

• Висячие – держатся на двух опорах, без дополнительной поддержки. В роли опор выступают стены.

Подобная стропильная система работает на изгиб и сжатие. При ее использовании возникают передающиеся на стены распорные силы горизонтальной направленности. Их можно сократить посредством применения затяжки из металла или дерева для соединения стропильных ног. Затяжка устанавливается у основания стропил и выполняет роль балки перекрытия. Такой вариант чаще всего применяется при строительстве чердачной или мансардной кровли.

Основная технология утепления мансардной крыши: материалы и последовательность действий.

Статья для тех, кто выбирает мягкую кровлю катепал.

Если вам нужно покрыть крышу металлочерепицей, читайте https://rooffs.ru/metallicheskaya/metallocherepica/kak-krepit-na-kryshu.html советы профессионалов.

При более высоком расположении затяжка выполняет только закрепляющую роль.

По мере продвижения затяжки наверх система креплений и балки стропильной конструкции должны все более усиливаться.

• Применение наслонных стропил целесообразно в постройках с промежуточной несущей стеной или колоннами. Опорой для торцов являются наружные стены. Средняя часть соответственно опирается на опоры или расположенную внутри несущую стену.

Детали этой стропильной системы также работают на изгиб. В случае соответствия ширины системы стропил периметру здания кровля получается легкой и гораздо более экономичной с точки зрения требуемых пиломатериалов.

Во время монтажа можно чередовать два типа стропил: на участках с внутренними стенами (или опорами) использовать наслонные, а в тех местах, где их нет, применять висячие.

Монтаж наслонных стропил уместен при расстоянии между опорами до 6 метров. В случае, когда есть промежуточная опора, ширина перекрытия увеличивается посредством применения наслонных стропил до 12 метров. При двух дополнительных опорах она может достигать 15 метров.

Для повышения прочности соединения его закрепляют при помощи болтов, саморезов, скобы и нагеля.

Для соединения составляющих затяжек применяются накладки, болты, зуб.

В стропильной системе в очень многих случаях применяется шпренгель. Его функция заключается в повышении устойчивости накосных стропил.

В качестве материала для изготовления стропил используют хвойные сорта дерева. Они заранее тщательно просушиваются и обрабатываются особыми составами для предотвращения гниения и защиты от огня.

Последовательность работ по укладке стропил

• В первую очередь должны быть установлены вертикальные стойки, которые будут поддерживать брус конька. Крепление стоек к центральной балке осуществляется при помощи особой системы укосин.

Завершив этот процесс, можно переходить к диагональным стропилам. Материалом для них служит обрезная доска сечением 5 х 15 см.

• Накосные (диагональные) стропила являются основным элементом системы. Они несут основную ответственность за поддержку веса всей кровли.

От их корректной установки во многом зависит устойчивость конструкции.

Правила при возведении вальмовой кровли сводятся к следующему:

• диагональные стропила должны быть равны по длине – свес крыши зависит от этих деталей;
• расстояние между кровельными свесами должно составлять 50-60 см; при строительстве дома в областях с сильными и частыми ветрами длину увеличивают до 1 метра;
• с особой тщательностью должна осуществляться стыковка центрального стропила (со стороны торца постройки), накосных стропил, бруса конька.
• После установки диагональных стропил переходят к обычным. При расчете длины шага между ними необходимо учесть параметры плит для теплоизоляции. В основном шаг составляет 60 см. Крепление к мауэрлату и брусу конка производится посредством саморезов и способом врубки. Для дополнительной фиксации (при ее необходимости) используют ригели и верхние стяжки.
• Рядовые стропила не должны упираться в те участки, где производилось крепление мауэрлата при помощи шпилек.
• С каждой стороны к накосным стропилам прикрепляют нарожник. Стропила и мауэрлат связываются при помощи укороченных стропильных ног. Следует избегать их соединения в одном месте с диагональными стропилами.
• Установка обычных стропил и нарожников производится под прямым углом и параллельно относительно друг друга.
• Укрепить конструкцию можно посредством монтажа подкоса под стропила, а также врезания в балки перекрытия стоек.
• Скаты получаются значительно круче при расчете нижних стропил на сжатие. В подобном случае основную часть нагрузки составляют давление ветра и вес верхних скатов.

Для дополнительного укрепления крыши и повышения ее устойчивости по отношению к сильным порывам ветра применяют анкерные соединения.

• Если устанавливать стойки в точках пересечения подкосов и стропильных ног, можно заметно сократить количество распределяемой на балки нагрузки. Низ стоек должен соединяться с балкой перекрытия (над наружной стеной).
• Прочность кровли можно увеличить при помощи схваток, которые используются для скрепления наслонного типа стропил в нижней части кровельных скатов. Опорные брусья устанавливаются в нижней части затяжек.

Когда необходимо усиление стропильной конструкции?

При небольшом уклоне повышается снеговая нагрузка. В подобном случае надо увеличить прочность стропильной системы.

С этой целью используют шпренгели и шпренгельные фермы.

Шпренгель представляет собой брус, укладываемый по двум сторонам с таким расчетом, чтобы они сошлись углом. На этот брус устанавливают вертикальные стойки для поддержки диагонального стропила – как в верхней, так и в нижней части.

При необходимости усиления верхней части применяется шпренгельная ферма. При этом стойку усиливают при помощи пары подкосов.

Обрешетка

После завершения работ по установке стропильной системы надо установить обрешетку.

Для ее устройства используют доски толщиной от 20 до 25 см или бруски сечением 5 х 5 см.

Обрешетка может быть с зазорами или сплошной.

Размер шага определяется в зависимости от типа материала для кровли.

Расчеты

Прочность кровли можно обеспечить только правильно составленным проектом, точными расчетами и разметкой.

Расчеты крайне важны для определения соотношения длины скатов и вальм.

1. В первую очередь обозначают ось с торца здания по верхней обвязке.
2. Рассчитав половину толщины конькового бруса, находят местоположение первой детали системы стропил.
3. После этого замерную рейку одним краем прикладывают к отмеченной линии, в то время как другой ее конец находится по линии боковой стены. Здесь должно быть установлено промежуточное стропило.
4. Длина свеса стропила определяется следующим образом: одним концом брус располагается на наружном углу стены, а другим – на кровельном свесе. Следующий элемент центральных стропил рассчитывают посредством передвижения замерной рейки к краю боковой стены, после чего на ней отмечают место расположения стропила.
5. Аналогичное действие производится на 3 других углах. Таким способом определяется дислокация промежуточных стропил и коньковых торцов.

Замерная рейка и таблица коэффициентов

Для облегчения работ строители рекомендуют использовать замерную рейку. На нее наносятся все необходимые параметры. Так можно избежать ошибок и не пользоваться рулеткой при отмеривании одинаковых отрезков.

Рейку делают из широкой фанеры (примерно до 5 см), чтобы была возможность просматривать ее с большого расстояния. Для точного расчета используется специальная таблица, в которой указаны соотношения длины и расположения стропил.

Длина стропильной ноги будет равняться произведению коэффициента проекции (ноги стропила). Таблица обеспечивает абсолютную точность при расчетах.

Полученная величина умножается на поправочный коэффициент, в итоге получается длина углового стропила.

ВЫВОДЫ:

• Вальмовая кровля сложна в исполнении, но отличается высоким уровнем прочности.
• Стропильная система – основа кровельной конструкции.
• До начала работ необходимо подготовить чертеж и сделать точные расчеты.
• Сначала укладывают мауэрлат, который будет опорой для системы стропил.
• Стропильные ноги являются главной несущей деталью конструкции.
• Стропила вальмовой кровли бывают висячими и наслонными.
• Для повышения прочности наслонных стропил используют шпренгель.
• Диагональные стропила ответственны за удержание веса всей кровли.
• При небольшом угле наклона кровли стропильная система требует укрепления.
• Последним штрихом является установка обрешетки.
• Использование замерной рейки значительно упрощает проведение работ.

Подробный видеообзор стропильной системы вальмовой крыши.

rooffs.ru