Как рассчитать размеры вальмовой крыши. Вальмовые крыши: процедура расчета стропильной конструкции и площади
Из достаточно немалого разнообразия форм и конструкций крыш вальмовая кровля выделяется своим презентабельным внешним видом. И если перед застройщиком стоит проблема выбора, то решение в пользу вальмовой конструкции правильное. И все дело в том, что данная кровельная форма обладает большим количеством достоинств. Конечно, на первом месте внешний вид. По всем остальным параметрам и качествам этот вариант крыши не уступит и самым легким, и самым сложным (к примеру, крыша многошипцовая). Есть у нее и свои недостатки, один из которых сложная конструкция, отсюда и сложность в монтаже.
Но данная проблема решается только одним - квалификация производителя работ. Только опытные мастера могут сделать своими руками такую вальмовую кровлю, которая прослужит ни один десяток лет и не создаст проблемы в процессе эксплуатации.
Конструктивные характеристики
Чтобы правильно своими руками провести расчет вальмовой крыши, необходимо понять ее конструкцию. Есть три вариации, но самая простая и традиционная, она же классическая - это четырехскатная кровля, в составе которой два ската основных, они имеют трапециевидную форму, и два ската боковых треугольной формы. Так вот эти скаты среди специалистов носят название вальмы, отсюда и обозначение самой кровельной конструкции.
Если посмотреть на вальмовую крышу со стороны, то она напоминает палатку. Дизайнеры же дают более творческие названия, говоря о ней, как о «стройном» строении. Поэтому многие застройщики, которые строят роскошные дома, выбирают именно этот вариант. Он будет логическим завершением и даже, можно сказать, красивым.
Как уже было сказано выше, существуют различные вариации вальмовых крыш, где присутствуют дополнительные скаты, слуховые отверстия и окна, даже есть конструкции со встроенными фронтонами. Но эти кровельные конструкции сложны в исполнении и требуют больших финансовых затрат (см. фото).
Проводимые расчеты
Для чего необходим точный расчет? В его основе лежит точное определение количества необходимых материалов. Это пиломатериалы, кровельное покрытие, гидроизоляция и, если есть необходимость, утеплители.
Что касается стропильной системы, то многое будет зависеть от того, какой кровельный материал будет покрывать ее. Если это тяжелые материалы, то к кровельной конструкции самые жесткие требования, потому что она будет держать не только покрытие, но и снег, и людей, которые при необходимости будут проводить ремонт. А значит, важным критерием выбора будут являться:
- размеры стропильных ног (в основном их сечение),
- расстояние между стропилами,
- сечение элементов обрешетки,
- расположение обрешетки.
Чтобы было понятно, как связаны между собой длина стропильной ноги и межстропильное расстояние, посмотрите на таблицу ниже, в ней все четко расписано.
В таблице также определено сечение стропильных ног в зависимости от их длины и расстояния между ними. К примеру, если длина стропилы составляет 6-6,6 м, и расстояние между элементами составляет 1,6 м, то сечение стропилы будет - 130х240 мм (таблице указано, как 13х24). Незабываем, что брусы такого сечения стоят достаточно дорого, поэтому мастера подходят к этому вопросу проще. Они просто своими руками сращивают две доски (сдваивают), подгоняя их размеры под необходимое сечение. И это не противоречит нормам и требованиям.
Что касается обрешетки, то опять-таки все будет зависеть от выбора кровельного материала. К примеру, под металлочерепицу или профнастил можно укладывать доски толщиною 32 мм и шириною 100 мм, под битумную черепицу лучше уложить влагостойкую фанеру или плиты ОСБ, в виде сплошной обрешетки. Но и расстояние между элементами обрешетки будет зависеть от кровельного покрытия. Чем оно толще, тем обрешетка реже.
Внимание! Вальмовая крыша - достаточно сложная конструкция, в которой присутствует большое количество основных и вспомогательных элементов.
Поэтому при проведении расчетов своими руками необходимо учитывать каждый из них. К примеру, в стропильной системе присутствуют различные подпорки, укосины и укороченные стропильные ноги (см. чертеж выше).
Расчет кровельного материала
Чтобы провести своими руками расчет кровельного материала, необходимо вычислить площади вальм. Две из них - это трапеции, две боковые - треугольники. Поэтому в расчете должны присутствовать формулы этих фигур.
Формула площади трапеции: S=1/2(d+b)h, где
- d и b - основания фигуры (см. чертеж ниже);
- h - высота.
То есть, надо замерить своими руками длину карниза и конька, а также длину ската крыши.
Формула площади треугольника:
S=1/2 bh, где:
- b - это основание фигуры
- h - высота, соединяющая основание и противоположного его угла
То есть, в данном случае придется замерить длину карниза и длину ската.
Так как трапециевидных плоскостей две, то полученный результат умножается на два. То же самое касается и треугольной вальмы. Теперь известна вся покрываемая кровельным материалом площадь крыши. Но необходимо учитывать и некоторые размерные показатели, которые будут или уменьшать полученный результат, или его увеличивать.
К примеру, к увеличению можно добавить площадь свеса. Сам свес собой представляет практически прямоугольную полосу, поэтому замеряется его длина, которая будет равна длине карниза по всему периметру крыши, и ширина. Обычно ширина свеса варьируется в пределах от 30 см до 50 см.
К уменьшению площади кровли можно отнести дополнительные элементы, которые присутствуют на крыше. Это дымоходы, трубы вентиляции, окна, слуховые отверстия и так далее. Для этого каждое отверстие в покрытии своими руками измеряется и рассчитывается по формулам формы сечения. Если, к примеру, на крыше установлена всего лишь одна труба небольшого сечения, то в расчет ее площадь можно и не брать.
Внимание! Так как скаты вальмовой крыши имеют непрямоугольную форму, то отходов кровельного материала не избежать.
Делая расчет вальмовой крыши своими руками, необходимо учитывать и тот момент, что в ее состав входят и дополнительные так называемые доборные элементы. В эту конструкцию входят карнизные планки и коньковые. Фронтонных элементов здесь нет. Как определить количество каждого вида металлических планок?
- Количество карнизных определяется длиною периметра кровли. При этом обязательно учитывается нахлест укладки данного типа элементов, который составляет 15-20 мм. И если учитывать, что длина планки стандартная - это 2 м, то можно легко сделать точный расчет необходимого их количества. Чтобы снизить количество стыком между соседними элементами, рекомендуется покупать планки, сделанные на заказ. Их длина может быть увеличена вдвое.
- В вальмовой крыше конек представляет собой не только горизонтальную линию сочленения двух скатов, но и четыре наклонные линии, которые располагаются между основными и боковыми вальмами. Поэтому каждый стык соприкосновения придется замерять. После чего общую длину необходимо разделить на длину коньковой металлической планки, стандартный размер которой - 2 м. Как и в предыдущем варианте, можно размер увеличить, если сделать на него заказ. Не забываем, что конек собирается внахлест.
Места примыкания кровельного материала также требуют наличия защитных металлических планок. Если трубы, торчащие из кровли, имеют круглое сечение, то для их герметизации лучше всего использовать специальные колпаки. Их количество при расчете необходимых строительных материалов для сооружения крыши надо обязательно учитывать.
Расчет материалов кровельного пирога
Что относится к этой категории?
- Гидроизоляционный материал.
- Пароизоляционный.
- Утеплитель.
В принципе, количество паро- и гидроизоляции будет равно с небольшим отклонением в большую сторону по гидроизоляции, потому что она крепится снаружи стропильной системы, а пароизоляция изнутри. Это рулонные мембраны или пленки, которые натягиваются по стропильным ногам, к ним же и крепятся. Получается так, что необходимое их количество определяется общей площадью скатов крыши. Но тут есть один существенный момент, как и в случае с кровельным материалом. То есть, к полученному результату надо приплюсовать 20%.
Что касается теплоизоляционного слоя, то все будет зависеть от количества стропильных ног, от расстояния между ними. Все дело в том, что утеплители укладываются в межстропильное расстояние, их ширина зависит именно от этого размера. И все же в основе расчета необходимого количества теплоизоляционных материалов лежит опять-таки площадь скатов.
Расчет угла наклона скатов
Немаловажный расчет, который определяет угол наклона скатов. Он не самый простой и требует определенных знаний геометрии кровельной формы. Посмотрите на чертеж ниже.
Это классическая вальмовая крыша. Чтобы определить угол наклона ее скатов, необходимо учитывать высоту конструкции. Эти два геометрических параметра напрямую связаны между собой. Чем больше высота, тем круче крыша. При расчете надо использовать вот эти формулы:
- h - высота кровли;
- e - длина бокового стропила;
- d - длина вальмовых стропил (здесь используется известная теорема Пифагора).
Заключение
Как видите, сделать расчет вальмовой кровли своими руками - процесс не самый творческий. Здесь, обратите внимание на фото и чертежи, требуются определенные математические знания. Надеемся, что данная статья поможет вам правильно рассчитать вальмовую четырехскатную крышу самостоятельно.
Шатровая крыша представляет собой современную конструкцию четырехскатной кровли, отличающейся повышенной степенью аэродинамики. За счет своей формы крыша смотрится эстетично и аккуратно, без потери в прочности.
Чтобы создать такую красивую и функциональную постройку рекомендуется провести несложный расчет шатровой крыши онлайн калькулятором сайт. Расчеты производятся бесплатно, от вас необходимо только ввести свои начальные данные и нажать "Рассчитать". После чего вы можете сохранять результаты расчетов в удобном вам формате, отправить на почту, работать с чертежами, интерактивной моделью 3D.
Для постройки качественного сооружения нужно точно определить параметры стропил, нарисовать раскладку шатровой крыши, рассчитать количество стройматериала. Для этого можно воспользоваться таблицами Пифагора, сложными математическими формулами и уравнениями, либо прибегнуть к опыту специалиста.
Можно всё вычислить самостоятельно, но для предотвращения ошибок в процессе строительства, лучше всего воспользоваться многофункциональной программой, представленной на сайте. Альтернативным простым вариантом длительных вычислений является расчет четырехскатной крыши с помощью калькулятора сайт в режиме онлайн.
Преимущества kalk . pro - калькулятора шатровой крыши онлайн
Использование программы позволяет значительно сэкономить силы, время, деньги. Предложенный строительный калькулятор шатровой крыши имеет особенности:
- удобство, доступность пользования;
- бесплатные расчеты, моделирование;
- максимальная точность расчетов;
- расчеты по правилам, требованиям и нормам;
- формирование интерактивной 3D модели (проекта) готовой кровли;
- создание подробных необходимых технических чертежей всех элементов шатровой крыши, например, план стропил четырехскатной крыши, и всей системы в целом;
- возможность выбора параметров, в том числе типа крыши и единиц измерения (мм, см, м, фут, дюйм).
Немаловажным аспектом работы программы является подробный проект, получаемый в результате расчетов и моделирования. Шатровая крыша, чертеж которой будет представлен после проведения соответствующих подсчетов, будет иметь точные размеры каждой детали для надежной и крепкой стропильной кровельной системы.
Как рассчитать шатровую крышу?
Расчет шатровой крыши с помощью калькулятора помогает определить необходимое количество стройматериала для строительства и размеры основных элементов. Для получения результата необходимо ввести информацию о доме и крыше - ширине, длине, нахлесте материала сбоку и сверху:
- размеры крыши: высота, размер свеса;
- замеры дома: длина + ширина, толщина и высота стены, ширина + толщина мауэрлата;
- замеры стропил: глубина запила на стропилах, ширина стропил, толщина, расстояние или шаг между ними;
- предполагаемая толщина контробрешетки и параметры обрешетки;
- информация по материалу кровли.
Для того чтобы выполнить такую задачу, как рассчитать площадь четырехскатной крыши или ее элементы, программе понадобится не более минуты. Пользователю нужно просто внимательно ввести соответствующие параметры сооружения.
Результаты расчетов строительного калькулятора шатровой крыши
По итогам расчета калькулятор формирует все данные, необходимые для закупки материалов, старта строительства кровельной конструкции:
- размеры всех стропильных ног (у шатровой крыши они различны - диагональные, накосные, и т.д.)
- длина конька и карниза
- площадь шатровой кровли
- объем пиломатериалов для строительства, количество материала для кровли;
- подробные чертежи
- 3 d модель
Так как четырехскатная шатровая крыша в натуральном виде представляет собой объемную фигуру (пирамиду), программа просчитывает не только периметр основания, размеры досок (по плоскостям), но и общую площадь постройки.
Простота пользования программой, доступность пользователям сети - основные плюсы онлайн программы. Она значительно облегчает процесс постройки крыши, так как для проектирования и строительства конструкции вам не понадобятся услуги профессионалов. Воспользуйтесь функциональным инструментом прямо сейчас!
Шатровая четырехскатная крыша, построенная по точным расчетам калькулятора, - залог долговечной кровли и эстетичного внешнего вида всего вашего дома.
Вальмовые крыши являются подтипом .
Именно такая конструкция позволяет обеспечить наиболее надежную защиту от ветровых нагрузок.
Несмотря на визуальную схожесть с обычной двухскатной крышей, вальмовые возводить значительно сложнее.
Ведь необходимо все четыре ската соединить под определенным углом.
У опытных кровельщиков трудностей в возведении не появляется, но установить ее можно и самостоятельно, если произвести правильно расчеты с учетом предполагаемых нагрузок.
И именно расчет вальмовой крыши является наиболее важным этапом при ее возведении.
Чем характеризуется рассматриваемая крыша
В классическом варианте вальмовая крыша имеет четыре ската: два основных, выполненных в виде трапеции, а также два закрывающих боковых, выполненных в виде равнобедренных треугольников.
Такое решение является очень привлекательным и в некоторой степени делает крышу «стройнее».
Такой тип крыши отлично подходит как для оформления обычных домов, так и роскошных особняков.
Помимо традиционной конструкции можно встретить различные вариации крыш с несколькими дополнительными скатами.
Также в вальме могут располагаться слуховые и чердачные окна.
Естественно, такие варианты более дорогостоящие и сложные.
Также выделяют полувальмовые крыши.
В них скаты карниза в нижней точке не достигают.
По сравнению с плоскими крышами такая конструкция позволяет обеспечить лучший сток талой и дождевой воды.
Ветровые же нагрузки распределяются по такому скату более равномерно.
Именно поэтому используют вальмовые крыши на местностях с обильными осадками, а также сильными, частыми и порывистыми ветрами.
Процедура расчета
Конструктивно вальмовая крыша состоит из двух основных частей: стропильной системы и кровельного покрытия.
Поэтому, рассмотрим, каким образом осуществляется их расчет.
Как произвести расчеты стропильной системы
При выборе угла наклона необходимо учитывать, что он во многом зависит от климатических условий на местности, а также выбранного кровельного материала:
- при сильных ветрах угол наклона должен быть минимальным, что снимет нагрузку с несущих стен;
- если на местности наблюдаются сильные снегопады, то угол наклона кровли увеличивают, чтобы снег быстрее с нее сходил;
- в жарких регионах угол наклона делают 2-5 градусов. Это позволит избежать перегрева;
- при выборе в качестве материала шифер и другие наборные штучные материалы минимальный угол выбирается 22 градуса;
- при использовании рулонных материалов: 2-5 градуса при трех слоях и 2-15 градусов – при двух;
- для укладки профнастила необходим минимальный уровень в 12 градусов;
- для металлочерепицы уклон должен быть минимум 14 градусов, а для мягкой – 11 градусов. При условии, что используется сплошная обрешетка;
- для ондулина достаточно уклона в 6 градусов;
- мембранные кровли укладываются на скаты при любом уклоне.
Для расчета угла необходимо воспользоваться теоремой Пифагора и калькулятором.
Ведь боковые грани вальм, промежуточные центральные стропила и стена дома одновременно являются сторонами равнобедренного треугольника.
Для удобства можно сделать мерную рейку шириной 5 см и производить замеры непосредственно на ней.
Теперь можно переходить к разметке центральных стропил.
Для этого ранее приготовленную планку укладывают на верхнюю обвязку с торцевой стороны дома.
За счет этого осуществляется разметка горизонтальной проекции промежуточных стропил, кровельного свеса и выступа стены (по форме проекция представляет собой прямоугольник).
Половина площади кровли, доходящая до проекции конькового бруса, сформирует с промежуточными центральными стропилами также прямоугольник.
Площади полученных фигур будут одинаковыми.
Для расчета угла наклона стропильной системы используются коэффициенты.
При угле наклона крыши 3:12, например, коэффициент углового стропила составляет 1,016, а промежуточного – 1,031.
Для определения длины стропил легче всего использовать теорему Пифагора.
Если крыша еще не возведена, длину проекций промежуточных центральных стропил узнать легче всего.
Отталкиваясь от этого значения, можно определить длину стыкующихся с ней коротких стропил.
Процедура расчета площади кровли
В зависимости от угла наклона стропильной конструкции, количество используемого кровельного материала будет отличаться.
Легче всего расчеты производить, когда стропильная конструкция уже поставлена.
В классическом варианте площади поверхностей рассчитываются по формулам, указанным на рисунке.
Но, если на крыше присутствуют слуховые окна и другие элементы, то стоит брать кровельный материал с запасом.
Программное обеспечение для расчета
Если вы решили возводить вальмовую крышу без привлечения специалистов, то расчеты в большинстве случаев создадут для вас определенные трудности.
Именно поэтому на сайтах многих компаний, занимающихся строительством крыш или продажей кровельных материалов, имеются специальные онлайн — калькуляторы.
Для примера, вот один из них находится .
Вам достаточно ввести определенный набор значений, по которым будет произведен расчет стропильной конструкции, обрешетки и площади кровли.
Как видно, вальмовая конструкция, несмотря на визуальную простоту выполнения, отличается высоким запасом прочности.
Проектирование ее – достаточно сложный процесс.
Но при соблюдении правил и тщательной проверке результатов расчета сделать это можно и самостоятельно.
Видео о строительном калькуляторе, представляющем собой простую программу для расчета вальмовой крыши.
-
Во время строительства дома возникают вопросы, как, например, расчет материала на крышу, которые напрямую связаны с его архитектурной формой – количеством скатов, наличием мансарды и т. д. При составлении проекта конструкции все его параметры должны быть тщательно выверены, чтобы обеспечить ей надежность и безопасность.
Четырехскатная крыша характеризуется двумя треугольными скатами (вальмами) с торцевых сторон. Ее классифицируют в основном как вальмовую, либо как шатровую. Вальмовая состоит из двух треугольников и двух трапеций (боковые скаты – равнобедренные треугольники, а фронтальные – правильные трапеции). Если ее скаты не достигают карниза в нижней точке, то ее называют полувальмовой. Коробка здания в этом случае имеет форму прямоугольника. Если же она представлена в виде квадрата, выполняют шатровую крышу, четыре треугольных ската которой сходятся в единой вершине.
Как рассчитать четырехскатную крышу: размеры основания, уклона
Зная линейные размеры основания и угол наклона ее скатов, можно выполнить расчет четырехскатной крыши. Как правило, его проводят по следующему принципу: скаты делят на несколько элементов, каждый из которых рассчитывается отдельно, после чего полученные результаты суммируют. Таким образом можно подсчитать общую площадь четырехскатной крыши.
Несущая конструкция четырехскатной крыши имеет сложный каркас. Входящие в нее центральные стропила создают лишнюю нагрузку. Помимо этого, стропила должны выдерживать нагрузку покрытия кровли, а также снеговую и ветровую. Поэтому требуется дополнительно рассчитать параметры четырехскатной конструкции, например, вес кровельных и отделочных материалов, климатические особенности региона.Очевидно, что любая неточность в подсчетах может иметь серьезные последствия, поэтому их проводят с большой аккуратностью и с учетом всех возможных вариантов.
При этом должны быть учтены также следующие показатели:
Грамотный расчет четырехскатной крыши требует учета данных метеорологических служб местности проживания. Для точного определения необходимой высоты кровли и углов наклона всех четырех скатов, необходимы следующие данные: показатели
- силы и скорости ветра в районе строящегося дома;
- интенсивности осадков;
- используемого кровельного материала.
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.
Посмотрите, как выполняется расчет вальмовой крыши онлайн калькулятором.
Крыши вальмовой конструкции обретают все большую популярность среди владельцев частных домов. Это – неудивительно, так как подобная схема отличатся целым рядом неоспоримых достоинств эксплуатационного свойства, а кроме того – смотрится очень оригинально, придавая дому особую эстетичность.
Некоторых домовладельцев, ведущих самостоятельное строительство, возможно, отпугивает то, что стропильная система вальмовой крыши выглядит слишком сложной. Да, она, безусловно, не столь проста, как односкатная или обычная двускатная щипцовая крыша. Тем не менее, и эта стропильная система вполне подчиняется законам геометрии, и произвести ее предварительный расчет – вполне возможно. Монтаж, конечно же, потребует определённого опыта в плотницкой работе, но с хорошими помощниками, а еще лучше – с квалифицированным консультантом, можно взяться и за это масштабное мероприятие.
Согласитесь, что вальмовая крыша смотрится весьма привлекательно. Но эстетичность, которая она придает зданию – это отнюдь не главное достоинств подобной конструкции.
- Полное отсутствие вертикальных плоскостей делает такую крушу малоуязвимой в ветровой нагрузке. Если еще и величина уклона скатов незначительна – параметр ветрового давления на стропильную систему сводился к минимуму.
- «Сглаженность» форм на все четыре стороны делает такую крышу устойчивой вообще ко всем видам атмосферных осадков.
- С точки зрения энергосбережения, вальмовая крыша намного превосходит двухскатную конструкцию.
- Такую крышу значительно легче утеплить, разместив термоизоляционный «пирог» под скатами кровли. У двускатной крыши всегда имеются два проблемных фронтона, требующих особого подхода к утеплению и прекрасно «ловящие ветер».
- Удачное распределение нагрузок, обусловленное особенностью расположения основных, диагональных (угловых) и вальмовых стропил, обеспечивают высокую устойчивость всей системы к деформациям под действием внешнего приложения сил.
- Наконец, вальмовая крыша вполне может послужить и мансардой (при определённых углах уклона, безусловно). В любой их скатов может врезаться мансардное окно.
Недостаток у такой системы – это относительная сложность конструкции. Кроме того, на небольших по размеру зданиях и при малых углах уклона крыши чердачное помещение становится невместительным и малопригодным для полезного использования, особенно если система стропил потребует дополнительного усиления подкосами, стойками и т.п.
Очевидно, что недостатки – достаточно условны, и их вполне можно свести к минимуму. А вот количество достоинств – впечатляет, что и способствует постоянному росту популярности вальмовых крыш.
Основные конструктивные особенности вальмовой крыши
Итак, что собой представляет вальмовая крыша с конструктивной точки зрения.
Это – четырёхскатная конструкция. Два ската, проходящие вдоль длинно стороны здания, имеют форму трапеции, верхняя сторона которой является коньком, а боковые ребра расходятся от него к углам здания. С обеих фронтонных сторон скаты имеют форму равнобедренного треугольника, который своей вершиной упирается в крайнюю точку того же конька.
Теперь, если виртуально аккуратно снять с крыши кровельное покрытие, убрать, чтобы не мешали рассмотрению, стены дома, то откроется примерно такая картина – собственно. Сама деревянная конструкция вальмовой стропильной системы.
Теперь познакомимся с самыми основными конструктивными элементами вальмовой стропильной системы.
1 – мауэрлат – мощный деревянный брус, закрепленный по периметру верхнего торца стен дома. Является базовой основой для установки стропильной конструкции.
2 – коньковый брус (прогон). Должен располагаться строго по продольной оси дома, на высоте от уровня перекрытия, зависящей от запланированной крутизны скатов крыши.
3 – центральные основные стропила. Располагаются с расчётом опоры на мауэрлат и на края конькового прогона. Всего таких стропил – 4 штуки, по два на каждый боковой скат.
4 – центральные вальмовые стопила. Расположены строго по оси конька, делят треугольный вальмовый скат ровно пополам. Общее количество – две штуки.
5 – угловые или диагональные стропила (иначе – накосные ноги). Опираются на угол мауэрлата и на оконечность конькового прогона. Самые длинные из всех стропильных ног. Общее количество – 4 штуки. Таким образом, на каждом конце конька сходится по пять стропил – два основных центральных, одно центральное вальмовое и два диагональных (накосных).
6 – промежуточные стропила. Устанавливаются по боковым скатам между центральными стропилами, имеют такой же размер, опираются так же - на мауэрлат и на коньковый прогон. Количество зависит от выбранного шага установки. При маленькой длине конька могут и вовсе отсутствовать.
7 – укороченные стропила. Устанавливаются по боковым трапециевидным скатам между центральным стропилом и углом крыши. Опираются на мауэрлат и на накосные (диагональные) ноги. Количество зависит от шага установки. Длина деталей меняется – уменьшается по мере приближения к углу системы.
8 – укороченные стропила вальмового ската (нарожники). Расположение, количество и размеры в целом аналогичны с боковыми укороченными стропилами.
Это был показан простейший, базовый вариант стропильной вальмовой конструкции. На практике же, когда крыша возводится над жилым домом, приходится прибегать к усилению, то есть установке дополнительных элементов:
9 – стойки, подпирающие коньковый прогон. Они могут опираться на лежень, уложенный ровно по центру перекрытия параллельно коньку (например, если снизу имеется капитальная внутренняя стена). Другой вариант – упор стоек в балки перекрытия или в затяжки (ригели) соединяющие пары стропильных ног.
10 – затяжки (ригели), которые одновременно могут выполнять и роль балок перекрытия. Другой вариант – это действительно балки, врезанные в мауэрлат или вмурованные в стены дома. Затяжки могут располагаться и выше, ближе к коньковому прогону. Зачастую в этом случае она становится основой для подшивки потолка чердачного помещения. Затяжки или балки становятся основой не только для стоек, но и для некоторых других усиливающих элементов конструкции.
11 – если основные или промежуточные стропила получаются слишком длинными, более 4,5 м, то их необходимо усилить, установив диагональные подкосы, упирающиеся в расположенный снизу прогон или в балки перекрытия (затяжки). Подкосы обычно устанавливаются под углом 45 ÷ 60°, и использование таких промежуточных опор позволяет уменьшить сечение пиломатериалов, идущих на изготовление стропильных ног.
12 – самыми длинными всегда получаются диагональные стропила (накосные ноги). Как правило, они в первую очередь нуждаются в усилении, так как будут служить опорой для целого ряда укороченных стропил (нарожников). Один из вариантов – это установка шпренгеля, как показано на рисунке. Устанавливается угловая шпренгельная балка, которая врезается в мауэрлат, а от нее к накосной ноге идет вертикальная стойка. Другой вариант усиления диагональных стропил – те же подкосы, которые снизу будут опираться на центральный лежень.
13 – ветровая балка, которая наискось прибивается изнутри к стропильным ногам, как правило, с наветренной стороны здания. Практикуется ее использование и с обеих сторон, когда дом возводится в ветреном регионе, а направление ветра – неустойчиво.
14 – для формирование карнизных свесов можно увеличивать длину стропильных ног, так, чтобы они выходили за внешние стены на определенное расстояние. Это, правда, бывает не всегда возможно или оправдано – из-за ограничений по стандартной длине пиломатериалов или из соображений экономичности. Выход – применение удлиняющих стропила деталей, кобылок, которые и сформируют карнизный свес требуемой ширины от уровня стен дома.
Как рассчитываются элементы вальмовой стропильной системы
Итак, впереди самый ответственный этап – провести проектирование будущей вальмовой стропильной конструкции. В этом вопросе следует придерживаться определённой последовательности.
Выбор угла ската кровли и определение высоты конька
Начать следует с выбора оптимального угла ската кровли. В принципе, угол боковых и вальмовых скатов может и различаться, но все же «классический» вариант – это их одинаковый укло: так и нагрузки распределяются равномерно, и внешне крыша будет смотреться более выигрышно.
Для вальмовых крыш обычно принимают угол уклона от 20 до 45 градусов. В регионах с повышенной снеговой нагрузкой есть смысл сделать скат круче, а там, где превалирует ветровое давление оптимальным будет придание уклона не более 30 градусов. Впрочем, это решение хозяев, так как могут играть роль и планы насчет использования чердачного помещения.
Важным параметром выбора угла ската является и планируемое кровельное покрытие – для различных его типов есть определенные нижние границы крутизны. Ниже расположена схема уклонов крыши (в градусах и в процентах). Схема выполнена с точным соблюдением масштаба, так что при желании можно по ней задать угол и в пропорциональном отношении (отношение высоты подъема к длине основания стропильного треугольника).
Стрелками показаны нижние предельные границы уклона для различных типов кровельного покрытия. Первые три пункта нас в данном случае не интересуют – они относятся к плоским крышам.
| № | Величина уклона | Тип применяемого покрытия (минимальный уровень уклона) |
|---|---|---|
| 4 | ≈ 9° 1:6,6 или 15 % | Рулонные битумные материалы – не менее двух слоев, наклеенных на мастику горячим способом. Допускается использование определенных типов профнастила или металлочерепицы (в соответсвии с параметрами, установленными производителем). |
| 5 | ≈ 10° 1:6 или 17% | Асбестоцементный волновой шифер усиленного профиля. Еврошифер (однулин). |
| 6 | ≈ 11÷12° 1:5 или 20 % | Мягкая битумная черепица |
| 7 | ≈ 14° 1:4 или 25 % | Плоский асбестоцементный шифер усиленного профиля. Профнастил и металлочерепица. |
| 8 | ≈ 16° 1:3,5 или 29 % | Металлическая кровля с фальцевым соединением. |
| 9 | ≈ 18÷19° 1:3 или 33 % | Шифер асбестоцементный волновой обычного профиля |
| 10 | ≈ 26÷27° 1:2 или 50 % | Натуральная керамическая или цементная штучная черепица, композитные полимербетонные, сланцевые плитки. |
| 11 | ≈ 39° 1:1,25 или 80 % | Кровельное покрытие из дранки, щепы, натурального гонта. Камышовая кровля |
Есть еще один нюанс. Вальмовая крыша, как мы видели, предполагает наличие трапециевидных и треугольных скатов. При использовании листового кровельного покрытия неизбежны будут немалые потери материала на раскрое – могут доходить до 30%. Оптимальным видится вариант с мягкой битумной черепицей или с использованием штучных кровельных материалов. Впрочем, опять же, все решает хозяин дома.
После того как угол уклона ската будет выбран, уже несложно определить высоту конька, к которому сойдутся центральные и промежуточные стропила.
У нас известна ширина дома D. Конек располагается строго по продольной оси, то есть на расстоянии d = D/2. С углом α также определились. Высота конька, таким образом, определяется следующим соотношением:
h = d × tg α
Чтобы не заставлять читателя тратить время на поиски таблицы тангенсов — ниже размещен калькулятор для проведения расчета высоты конька.