Расчет параметров скатной кровли на примере вальмовой

Расчет параметров скатной кровли на примере вальмовой

Чтобы рассчитать кровельные материалы, необходим документ, который по ГОСТ 21.501-93 «Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей» называется план кровли (крыши). Для корректного расчёта параметров достаточно вида крыши сверху с обозначенными направлениями скатов, длин проекций и высотными отметками.

На рисунке представлен общий вид дома с конструкцией вальмовой крыши. Данный тип крыши состоит из 4-х скатов (плоскостей): два треугольных ската (вальмы) и две трапеции.

Для точного определения размеров кровли необходимо знать уклоны скатов кровли (крыши). Уклон ската – угол наклона ската по отношению к горизонту. Может выражаться в градусах, в процентах, дробях.

Если на плане кровли не указаны уклоны, измерить их можно с помощью транспортира по планам фасадов. С большей степенью точности можно вычислить, зная проекционные и высотные размеры кровли. Так как отношение этих двух величин постоянное для конкретного уклона, градусность будет определена предельно точно.

Интересные факты, известные из курса школьной геометрии:

1. Если проекция ската равна изменению его высоты, уклон кровли будет равным 45 градусов;
2. Длина ската, уклон которого равен 30-ти градусам в два раза больше его высоты. А длина ската с уклоном 60 градусов в два раза больше её проекции.

Для первого примера отношение высоты к проекции 1:1, а длина ската будет больше её проекции в 1,414 раза. Таким образом, 1,414 — коэффициент уклона ската с уклоном 45 градусов. Для уклона 60 градусов этот коэффициент равен 2,000, а для 30 – 1,155.

Следовательно, параметры ската в рамках конкретной кровли взаимосвязаны, и могут быть вычислены при известности двух из них.

Следующая задача, которую предстоит решать специалисту в ходе расчёта кровельных материалов, заключается в определении площади кровли, а так же суммарных длин всех её одноименных элементов: коньков, хребтов, карнизов. Для других конфигурация кровли могут быть ещё: ендовы, примыкания, фронтоны (щипцы, торцы) и так далее.

При определении площади следует разбить её на составляющие прямоугольники, треугольники, трапеции, при необходимости, круги и другие фигуры.

Относительно рассматриваемой крыши, план кровли разделён естественным образом на два треугольника и две трапеции.

На следующем рисунке планы кровли и двух основных фасада:

Приступим к расчету геометрических параметров крыши:

Определим длины скатов. Они равны между собой исходя из плана кровли.

Смотрим на план кровли и видим, что длина ската по плану кровли составляет 3м. Однако это все же не искомая длина ската, а всего лишь проекция этой длины на горизонтальную плоскость.

Чтобы преобразовать проекцию длины в действительный размер достаточно умножить проекцию на коэффициент 1,155 (для 30 градусов):

Также, длину ската можно найти по теореме Пифагора, если известна высота крыши (H = 1,732 м):

(L _ската) ² = H ² + (проекция длины ската) ² = (1,732) ² + (3) ² = 2,999824 + 9 =11,999824
L _ската =3,465 м.

Найденная длина ската(скатов) является определяющей высотой фигур (трапеции и треугольника) при расчете площадей:

По формуле площади треугольника:
S _{ската 1}= (6*3,465)/2 = 10,395 м²

По формуле площади трапеции:
S _{ската 2} = ((10+4)/2)*3,465 = 24,255 м²

Итого общая площадь кровли:
S _кровли = 10,395 + 10,395 + 24,255 + 24,255 = 67,3 м²

Есть самый быстрый способ определения нашей искомой площади, заключается он в умножении площади проекции крыши (габариты крыши по плану кровли, 6м х 10м) на коэффициент 1,155 (по аналогии с определением длины ската):

Оставшийся параметр – длину ребра(хребта) можно также определить по теореме Пифагора:

( L _{ребра(хребта)} ) ² = 3 2 + (длины ската) ² = ( 3 ) ² + (3,465) ² = 9 + 12,006225 = 21,006225
L _{ребра(хребта)} = 4,583 м

Существует также коэффициент пересчета для определения искомых длин ребер, для этого достаточно умножить длину ребра(хребта) по плану кровли на коэффициент пересчета (30град./30град.), равным значению 1,08.

(L _{проекции хребра(хребта)}) ² = 3 2 +3 2 = 18
L _{проекции хребра(хребта)} = 4,24264068711
L _{ребра(хребта)} = 4,24264068711 *1,08 = 4,583 м

Сумма длин всех ребер(хребтов): L _{ребер(хребтов)} = 4,583*4 = 18,332 м

После того как все геометрические параметры крыши определены, мы сможем подобрать и рассчитать любой кровельный материал по нашему выбору.

Вариант расчета кровли BRAAS, модель «Франкфуртская»:

(Минимальный рекомендуемый угол крыши для данной модели составляет 16 градусов, удовлетворяет нашим требованиям).

Внешние габариты одной черепицы «Франкфуртская» составляют 330х420мм.

Поскольку черепица укладывается с нахлестом и с учетом стыковки черепицы между собой через замковое соединение полезная площадь покрытия одной черепицы будет несколько меньше и составит 300х330мм.

Полезная площадь покрытия для всех видов черепиц всегда разная и обусловена широким разнообразием профилей и их размеров.

При размерах 300х330мм расход на 1м² составляет:

Общее количество рядовой черепицы на покрытие всей крыши:

10,1*69,3 м² = 700 шт.

Принимая во внимание возможный бой черепицы при доставке/разгрузке/монтаже, а также некоторые отклонения в фактических размерах от данных в проекте, обязательно учитывается технологический запас материала. Величина запаса зависит от геометрической сложности кровли и должна приниматься индивидуально для каждого крыши. Для вальмовой крыши будет достаточно 5%. Запас очень важен при расчете кровельного покрытия, т.к. предостерегает нас от нехватки материала при монтаже кровли.

В итоге, с учетом запаса нам необходимо:

700 шт. + 5% = 735шт.

Количество начальной хребтовой черепицы:

Количество рядовой коньковой черепицы (расход 2,5шт./мп):

2,5*18,332 = 46 шт.
46 шт. — 4 шт. (начальные хребтовые) = 42 шт.

Вальмовая черепица: 2 шт. (устанавливается на место пересечения конька и двух ребер)

А теперь, предлагаем посмотреть как выглядит подробный расчет кровельного покрытия в нашей компании с учетом крепежа и всех необходимых аксессуаров:

А также раздел 2 с крепежом и необходимыми аксессуарами:

В данной статье мы разобрали с вами расчет скатной типовой крыши имея при себе лист бумаги, карандаш и немножко знаний из школьной программы геометрии. Сложные кровли с большим количеством скатов разных геометрических форм, сложных многоугольников, а также криволинейных поверхностей (конусов, сфер и т.д.) рассчитываются программно на ПК в специальных инженерных пакетах. Это в значительной мере облегчает процесс расчета, экономит время и предостерегает нас от возможных арифметических ошибок при расчете.

Как можно рассчитать высоту крыши?

Многие люди интересуются, как рассчитать высоту крыши.

Важно знать, что угол ее наклона и площадь тоже имеют значение. На вычисление высоты оказывают влияние такие факторы, как климатические условия региона проживания, материал кровли и обрешетки, личные пожелания и т. д.

Например, на скатах с низким углом наклона скапливается много снега зимой, что может повлечь за собой пролом кровли.

Однако при высоком коньке крыша становится более уязвима к сильному ветру. От размеров зависят не только практические показатели конструкции (прочность, долговечность), но и эстетические.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту.

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

• углы и количество скатов;
• тип;
• как планируется использоваться чердачное помещение;
• климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
• личные предпочтения;
• характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы.

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Расчеты для разных типов

При односкатной крыше легче всего произвести расчеты и монтаж, для этого не требуется большого опыта в строительстве.

Для начала необходимо измерить ширину всего здания в сантиметрах. Используйте для замеров строительный уровень и рулетку.

После этого действия необходимо поделить полученное значение на второе число планируемого соотношения сторон.

Например, если вы планируете возводить конструкцию с соотношением 1:4, то ширину дома (в см) нужно разделить на 4, в итоге получается оптимальный вариант высоты с небольшой погрешностью.

Также нужно учесть отношение высоты крыши к высоте дома.

С двухскатной крышей может быть немного сложнее, т. к. необходимо точно знать размер угла наклона.

Для этого случая применима следующая формула: половина значения от ширины здания делится на тангенс угла наклона.

Например, тангенс угла 40 градусов равен 0.8, следовательно, половина ширины здания делится на 0.8.

Четырехскатная крыша сегодня набирает популярность благодаря своей прочности, привлекательному виду и возможности легко устанавливать двери и окна.

Есть два вида таких крыш:

• шатровые четырехскатные. Они имеют одинаковую площадь, форму и длину для всех скатов в конструкции. Они отлично противостоят сильному ветру и способны выдержать высокую нагрузку;
• вальмовые четырехскатные. Имеют сложную конструкцию, состоящую из двух трапециевидных и двух треугольных скатов (вальмов). Расходы на закупку материалов и постройку высоки, но данная конструкция позволяет соорудить мансарду с окнами под крышей. Такой тип очень уязвим перед ветрами, поэтому в регионах с преобладающими ветрами потребуются расходы на дополнительную защиту.

Для расчета оптимальной высоты четырехскатной крыши можно использовать формулу для двускатной. Только ширина дома должна делиться не на 2, а на 4.

Также необходимо обязательно рассчитать высоту стропильной системы и толщину досок в ней.

Сложность расчетов обусловлена более массивной конструкцией, под которую требуется установить опоры. Стандартная высота для таких крыш составляет около 2.5 м, с погрешностью 0.5 м.

Самой сложной для расчетов является мансардная кровля или вальмовая крыша (в народе ее называют «ломаной»). В конструкции предусмотрены два ската с изломами.

Как правило, такие крыши используются в случае, если из чердака планируется сделать мансарду.

Изначально необходимо вычислить все углы наклона. Можно воспользоваться формулой для двускатной крыши.

Важно придерживаться следующего правила: нижний угол должен быть более 40 градусов, а верхней в районе от 15 до 40.

Правильно рассчитанный конек и высота крыши напрямую влияют на ее внешний вид, долговечность и прочность.

Если вы не уверены, что можете самостоятельно произвести правильные расчеты, то обратитесь за помощью к специалисту.

Как правильно рассчитать высоту крыши?

Возведение крыши дома является завершающим этапом строительства и требует знаний о том, как рассчитать ее правильно.

Завершающий этап строительства дома — возведение крыши.

Что нужно учесть при расчете высоты крыши?

Крыша считается одним из самых важных элементов дома. При условии правильного выполнения она дополняет внешний вид дома, сохраняет тепло и комфорт внутри помещений. Как рассчитать высоту крыши? Для этого следует учитывать несколько факторов:

Для определения высоты крыши необходимо учитывать следующие факторы: количество скатов и угол наклона, форму крыши, высоту всего здания, вид материала.

• количество скатов и угол их наклона;
• форму;
• высоту всего здания;
• природные факторы (силу ветра, среднее количество осадков в год и др.);
• вид материала;
• пожелания хозяина дома.

Кроме того, увеличить размер конструкции может конек крыши, от которого зависит строение стропильной системы. Без знания этого параметра сложно рассчитать общую площадь кровли и количество материалов, необходимых для дальнейшей работы. Параметры конструкции будут зависеть и от других элементов: слоя утеплителя, снегозадержателей и др.

Если расчеты выполнены правильно, это позволит не только повысить прочность конструкции, но и сэкономить на

покупке строительных материалов, не переплачивая за излишек.

Способы расчета зависят от вида крыши дома.

Это важно учитывать, чтобы получить точные результаты.

Существует несколько основных видов крыш:

• двускатная;
• односкатная;
• четырехскатная;
• мансардная;
• шатровая.

Как рассчитать размер конька?

Таблица расчета минимального угла наклона для разных видов крыш.

Для правильного расчета конструкции крыши необходимо вычислить высоту конька. Он влияет на то, каким будет угол наклона ската и сколько потребуется средств для строительства.

Угол наклона зависит от материала, из которого планируется делать кровлю. Некоторые покрытия можно укладывать на кровлю с наклоном от 15 до 60°, другие — от 11 до 90°.

Важно учитывать функциональность и внешний вид будущей крыши. Плоская кровля испытывает значительную нагрузку по мере накопления снега. Слишком острая кровля выглядит не эстетично, к тому же увеличивается ветровая нагрузка. Оптимальным для европейской части континента считается угол наклона ската от 35 до 40°.

Коньковый прогон (конек) представляет собой горизонтально расположенный брус, который является стыком двух скатов кровли, именно на этот элемент опираются стропильные ноги. Обычно коньковый прогон применяется для двускатной кровли. Он может быть сделан из разных материалов в зависимости от материала основной часть кровли. Чаще всего используется оцинкованный кровельный прогон.

Для расчета высоты конька нужно вооружиться знаниями, полученными на уроках геометрии. Примите коньковый прогон за катет прямоугольного треугольника, длину дома — за второй катет / 2 и длину ската — за гипотенузу. Затем следуйте правилу: длина одного катета прямоугольного треугольника равняется длине второго катета, умноженного на тангенс угла при основании.

Расчет односкатной и двускатной конструкции

Высота конструкции вычисляется по формуле: ширину здания надо разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона.

Односкатная крыша — самый легкий вариант, поэтому ее расчет и возведение не требуют большого опыта строительных работ. Для того, чтобы получить высоту односкатной кровли, нужно измерить ширину здания в сантиметрах. Затем полученное число разделить на вторую цифру показателя оптимального уклона кровли. Так, если рекомендуется соотношение 1:5, то ширину здания нужно делить на 5. В результате получится число, которое показывает высоту односкатной крыши.

Чтобы рассчитать высоту крыши с двумя скатами, сначала нужно определить угол уклона. Чаще всего он составляет 30-50°. Меньший угол приведет к тому, что на поверхности будет скапливаться снег, что увеличит нагрузку на стропильную систему. Если уклон будет больше 50°, то усилится ветровая нагрузка.

Вычислить высоту конструкции можно по формуле: ширину здания разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона. Например, нужно определить высоту кровли дома шириной 8 м. Крыша двускатная, ее угол наклона — 35°. Коэффициент высоты (тангенс 35) равен 0,7. По формуле, ширину дома нужно разделить на 2 и умножить на коэффициент 0,7. В результате высота будет равна 2,8 м.

Расчет четырехскатной конструкции

Четырехскатная кровля на сегодняшний момент считается наиболее прочной, а кроме того, она отличается привлекательным внешним видом. Такая конструкция позволяет с легкостью монтировать отдельные элементы, например, окна.

Существуют 2 основные разновидности крыш:

Отличительной чертой шатровых крыш является одинаковая форма и площадь всех скатов. Шатровые крыши возводят на зданиях с одинаковой длиной сторон, они хорошо выдерживают ветровую нагрузку, что делает их идеальным вариантом для местности без определенного направления ветра.

Вальмовые крыши состоят из двух трапециевидных скатов и двух треугольных — вальмов. Конструкция такой кровли достаточно сложная, требует покупки большого количества дорогих материалов, но она отличается прекрасным внешним видом, идеально подходит для создания мансард. В вальмовых крышах часто встречаются встроенные элементы, например, окна.

Углы наклона вальмовых кровель достаточно большие, что делает их не лучшим вариантом для местности с сильным ветром. Это ограничение можно обойти с помощью установки дополнительной защиты, что потребует денежных вложений.

Для того, чтобы рассчитать высоту четырехскатной крыши, можно воспользоваться той же формулой, которая использовалась для расчета двускатной. Кроме этого, нужно вычислить высоту конька и системы стропил. Тщательные расчеты объясняются более сложным строением, необходимостью правильно подобрать несущие конструкции.

Оптимальная высота вальмовой кровли зависит от высоты мансарды. Чаще всего расстояние от пола до конька составляет 2 м плюс 50 см на утепление и обшивку.

Расчет мансардной кровли

За счет «ломаной» конструкции кровли увеличивается функциональная площадь мансарды.

Мансардная кровля имеет два ската с изломом. Из-за особенностей конструкции, крыша имеет необычный «ломаный» вид. Такой прием используется для увеличения функциональной площади мансарды.

Расчет высоты выполняется по тому же принципу, что и для двускатной крыши, но с некоторыми отличиями. Основная сложность для расчетов заключается в том, что такая кровля будет иметь не один угол наклона. Перед тем, как переходить к расчетам, нужно вычислить углы наклона.

Профессиональные строители рекомендуют воспользоваться правилом «золотого сечения», для чего контур крыши вписать в окружность. Эта мера позволит избежать распространенного недостатка: если расчет проведен неправильно, крыша может выглядеть не очень красиво.

Расчет параметров считается самым важным этапом монтажа, правильное выполнение которого гарантирует надежность конструкции, эстетичный вид и долгий срок службы. Все расчёты параметров крыши необходимо сделать перед началом строительных работ, в противном случае можно потратить много денег, времени и сил, чтобы устранить различные недостатки во время возведения и эксплуатации дома.

Рассчитать высоту крыши можно самостоятельно, но лучше доверить это специалисту-проектировщику, если собственных знаний и опыта недостаточно.

Как рассчитать высоту крыши: расчет высоты конька дома

Кровля является первым защитным барьером дома, который препятствует проникновению в жилое помещение холодного воздуха, талой или дождевой влаги. Если грамотно рассчитать, а затем правильно определить высоту конька кровли, она будет самостоятельно отводить атмосферную влагу, снеговую массу с поверхности ската, не допуская увеличения нагрузки на стропильную систему. В этой статье мы расскажем, как просто рассчитать высоту крыши дома, а также как этот параметр влияет на качества кровельной конструкции.

Определение и функции

Чтобы внешний вид крыши был гармоничным и органично дополнял архитектурный замысел дома, необходимо правильно рассчитать соотношение ширины и длины здания. Согласно строительной терминологии высотой конька называют расстояние от середины основания кровли до ее высшей точки. От этого параметра зависят следующие качества конструкции:

1. Угол наклона скатов крыши. Чем выше конёк, тем круче должен быть уклон крыши дома. На территории средней полосы России, которая славится большим количеством зимних осадков, затяжными ливнями осенью, рекомендуется выбирать угол наклона скатов в пределах 20-50 градусов.
2. Площадь скатов. Чем выше кровля, тем большую площадь имеют скаты, за счет чего увеличиваются расходы на кровельное покрытие, а также материал для изготовления стропильного каркаса.
3. Несущая способность каркаса. С увеличением высоты крыши возрастает вес, а, следовательно, и нагрузка от кровельного пирога, из-за чего приходится усиливать каркас конструкции дополнительными элементами.

Важно! Существует 2 метода расчета высоты крыши: можно рассчитать этот параметр, исходя из величины желаемого уклона, или, наоборот, определиться с высотой кровли, а затем рассчитать, какой для этого нужно сделать угол наклона скатов.

Факторы, влияющие на выбор

Высота крыши дома оказывает значительное влияние на технические характеристики, эксплуатационные характеристики конструкции. Если правильно рассчитать, а затем сделать проект кровли, отвечающий климатическим условиям, характеру использования сооружения, то она прослужит дольше, будет нуждаться в меньшем уходе и обслуживании. При проектировании крыши дома учитывают следующие факторы:

• Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.
• Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.
• Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.

Обратите внимание! Высота и уклон крыши рассчитываются до составления проекта, так как эти показатели оказывают сильное влияние на конструкцию стропильного каркаса и выбор кровельного покрытия.

Порядок расчета

Выполнить расчет высоты кровли достаточно просто, даже если не иметь под рукой специальной программы-калькулятора. В основу вычислений принимается, что вертикальный срез крыши представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого соответствует ширине фронтона. Зная геометрические формулы, мы можем найти высоту конька по формуле вычисления, справедливой для треугольника:

1. Сначала нам необходимо измерить ширину сооружения, а затем разделить эту величину на 2.
2. Затем нужно определить уклон ската, то есть вычислить угол между основание кровли и поверхностью ската.
3. Следующим действием мы по таблице Брадиса или с помощью инженерного калькулятора определяем тангенс угла, образованного основание крыши и скатом.
4. Затем мы умножаем половину ширины перекрываемого сооружения на тангенс угла между скатом и основание крыши, получая высоту конька.

Опытные мастера рекомендуют выбирать высоту конька таким образом, чтобы уклон кровли находился в пределах 25-45 градусов. При этих значениях конструкция обладает оптимальным соотношением цены и эффективностью водоотведения.

Система стропильной части вальмовой крыши

Вальмовая крыша в последнее время особенно популярная. Это не случайно.

Именно такая форма крыши позволяет ей быть одновременно стойкой, и эстетически красивой.

Достоинства вальмовой крыши

Вальмовая крыша благодаря своей форме не имеет плоских стен по сторонам.

Иметь вертикальную стену — это как иметь парус, который непрерывно надувается ветром. Данная крыша по своей форме максимально пологая. Поэтому ветер скорее скользит по ней.

Если смотреть с точки зрения дождя, града и прочего, что может иметь преимущественно вертикальное направление падения, здесь вальмовая крыша тоже впереди. Все плоскости установлены так, что вода или град может скатываться без задержек в любом направлении.

Это также способствует скорому удалению снега. На такой крыше снег не задерживается долго.

Вальмовая крыша также может стать отличной мансардой. Для этого достаточно сделать мансардное окно на одном из скатов.

Также стоит сказать о высоком уровне энергосбережения. Особенно если Вы пристроите термоизоляционный «пирог».

Минусы конструкции

1. Такая крыша очень дорогая при монтировании из-за сложности своей конструкции.

2. Если дом небольшой по метражу, эта крыша не создаст много помещения под собой. В таком случае лучшим вариантом будет достроить этаж, а крышу использовать чисто как крышу. Это в том случае, если действительно необходимо дополнительное помещение.

Что представляет из себя вальмовая крыша

За основу выступает прямоугольник дома. Сама крыша похожа на двускатную. Но по бокам, где обычно ровная стена, имеются также скаты под тем же углом, что и основная крыша.

Соответственно два прямоугольных ската, которые примыкают к боковым стенам, имеют форму трапеции.
Два ската по сторонам, на которых обычно мы видим ровные стены, имеют форму равнобедренных треугольников.

По прямоугольнику стен, который является основой для крыши, тянутся деревянные балки, которые называются мауэрлат.

Коньковый брус проходит по вершине крыши на стыке двух ее скатов.

Соединяют напрямую коньковый брус с боковой длинной частью мауэрлата центральные основные стропила. На каждый боковой скат припадает четыре стропила.

Угловые (диагональные) стропила соединяют край конькового бруса с краем мауэрлата.

Есть стропила, которые соединяют острие конькового бруса с основой треугольного ската. Их называют центральными вальмовыми стропилами.
Промежуточные стропила могут устанавливаться между центральными вальмовыми стропилами, если крыша слишком длинная и требует дополнительной опоры.

Укороченные стропила и укороченные стропила вальмового ската находятся на середине диагонального стропила и соединяет его с основой ската в виде треугольника.

Как рассчитать углы вальмовой системы, а также высоты конька

Лучше всего, чтобы все углы были равными между собой. Это позволит весу в конструкции равномерно распределяться.

Если в вашей местности не очень много снега, нет смысла делаь угол больше, чем 20 градусов.

Если же зимы снежные, нужно, чтобы снег скатывался. Поэтому угол должен быть 45 градусов.

Соответственно, поскольку углы все одинаковы, то и длина пролетов должна совпадать. Это дает большое упрощение при расчетах.

Поскольку нам известно расстояние между параллельными мауэрлатами и углы наклона крыши, делим это расстояние на два, и умножаем на тангенс угла. В итоге вычислений должна получиться высота, на которой будет располагаться коньковый брус.

Длина конькового прогона

Коньковый прогон вычисляется по простой формуле: длина крыши минус ее ширина.

Длина центральных стропильных ног

Поскольку мы знаем, какая высота крыши и расстояние от мауэрлата до центра, нам достаточно применить теорему Пифагора для вычисления длины стропильной ноги.

Она в данном случае выступает в роли гипотенузы: сумма квадрата высоты и квадрата половины расстояния между длинными мауэрлатами нужно возвести в квадратный корень. и мы получим длину стропильной ноги.

Длина диагональных стропил

Диагональные стропила очень важны. Они несут на себе большинство нагрузки крыши, учитывая особенности ее формы.

Чтобы узнать длину диагональных стропил, нужно сумму квадратов половины расстояния между длинными мауэрлатами и длинны центральных стропил возвести в квадратный корень.

И мы получим длину диагональных стропил.

Шаг установки стропил

Учитывая то, что в одних местностях меньше осадков, в других больше, нужно учитывать нагрузку на крышу.

К примеру, если крыша всю зиму будет в снежной шапке шириной полметра, это 500 кг на кв метр.

Соответственно стропильных ног понадобиться больше, чтобы выдержать такую нагрузку и не обвалиться. И расстояние между стропильными ногами значительно сократится.

Также стоит учесть ширину доски. К примеру, если нагрузка на кв метр 150 кг, диаметр бруса, если это брус, должен составлять хотя бы 20 см.

Шаг установки нарожников

Нарожники располагаются обычно с таким же шагом, как и основные стропила системы.

Это упрощает расчеты. Хотя и не является обязательным условием.

Нижний край крепится к мауэрлату. А верхний — к диагональному стропилу.

В данном случае отмеряем шаг, и высчитываем высоту каждого нарожника, учитывая, что расстояние от мауэрлата до места, где должен крепиться наружник к диагональному стропилу — гипотенуза. А расстояние от края до места крепления нарожника к мауэрлату — катет.

Чтобы узнать нужную длину, применяем теорему Пифагора.

Дополнительные элементы системы

На счет дополнительных элементов системы, их нельзя устанавливать много. Они могут быть необходимы в тех случаях, если расстояние между боковыми мауэрлатами слишком большое, и крыша рискует провисать.

Однако если количество дополнительных элементов системы будет слишком большое, они будут тянуть крышу вниз своим весом. Что еще хуже.

То же касается материалов. Они не должны быть сильно тяжелыми. Учитывая, что их устанавливают внутри крыши, они вообще не должны иметь дополнительных функций.

Как стропила, которые должны частично противостоять влаге и погодным условиям.

Видео — Стропильная система вальмовой крыши

Устройство стропильной системы вальмовой крыши

Сегодня многих российских мастеров интересует конструкция вальмовой крыши, поскольку такое архитектурное решение для загородного дома все больше и больше укореняется на просторах СНГ. Такая крыша представляет собой сложную стропильную систему, имеющую в сборке четыре части, две из которых выполнены в форме трапеции (кровля по длинной стене дома) и две из которых выполнены в форме треугольника (вальмы по торцевым стенам дома). Таким образом, вальмовая кровля требует точных расчетов и соблюдения всех принципов ее монтажа. Поэтому в материале ниже мы рассмотрим устройство вальмовой крыши и освоим основные ее элементы.

Фрагменты стропильной системы для вальмовой конструкции

Чтобы устройство стропильной системы вальмовой крыши стало более понятным и простым, необходимо в первую очередь разобраться в названиях ее составных элементов. А, уже зная их, можно визуально представить себе конструкцию крыши и если есть навыки, сделать точный чертеж.

Важно: если черчение и расчеты — не сильная ваша сторона, то лучше доверить эту часть работы профессионалам. В дальнейшем же по чертежу уже можно будет собрать вальмовую стропильную систему.

Итак, составными частями вальмового скелета крыши являются:

• Балка коньковая . Располагается в самой верхней части конструкции и опирается на опорные балки. Длину конькового прогона вычисляют методом математических произведений.
• Прогон . Представляет собой брус сечением 150х200 мм, располагающийся точно по центру торцевых стен здания вдоль всей его длины.
• Опорные стойки . Являются поддерживающим элементом для конькового бруса. Их монтируют на прогон в вертикальном положении и укрепляют раскосинами и подпорками.
• Подкос . Представляет собой короткие брусовые элементы, устанавливаемые под углом к вертикальным или диагональным элементам каркаса.
• Стропило центральное . Выполняется из хвойной обрезной доски влажностью 16-20% сечением 150х50 мм. Монтируется в количестве четырех штук методом стыкования с обоими концами конька в его вершине и с мауэрлатом в нижней точке. То есть, каждые два центральных стропила образуют в верхней части конька своеобразную треугольную ферму.
• Стропила диагональные (угловые) . Размещаются по диагонали по отношению к коньковому прогону в верхней части и находят на углы дома в области мауэрлата. Выполняются из той же доски, что и центральные ноги.
• Стропило промежуточное . Представляет собой элемент вальмовой крыши, конструкция которой становится теперь понятнее. Располагается перпендикулярно по отношению к коньковой балке и упирается в мауэрлат. Шаг промежуточной ноги должен составлять 60-80 см (но в зависимости от финишного кровельного покрытия). То есть, чем оно будет тяжелее, тем меньшим должен быть шаг стропил.
• Стропило короткое . Имеет вид такой же, как и стропило промежуточное. Но такой фрагмент на порядок короче, поскольку упирается уже не в коньковый прогон, а в угловые стропила. Располагаются такие ноги параллельно промежуточным, а поэтому их длина будет тем меньше, чем ближе к карнизному свесу они будут монтироваться.
• Балка ветровая . Имеет своеобразный вид подкоса, но на порядок длиннее. Устанавливается в качестве подпорок под промежуточные или угловые стропила с той стороны, с которой преимущественно преобладают ветры в регионе. Таким образом, снижает ветровую нагрузку на кровлю.
• Затяжка. Играет роль одновременно затяжки и балки перекрытия. То есть, располагается перпендикулярно по отношению к длинной стене дома с шагом 50-70 см. Делается из доски 200Х50 мм.
• Шпренгель. Деревянный фрагмент, сделанный из бруса сечением 50х50 или 50х100 мм. Предназначен для усиления жесткости мауэрлата и располагается его по углам, формируя треугольники.

Важно: чтобы вся стропильная система вальмовой крыши, схема которой представлена ниже на фото, была более жесткой, ее рекомендуется усиливать металлическими уголками, скобами и другими крепежами.

Выполнение расчетов для вальмового скелета крыши

В первую очередь при проведении расчетов стоит знать, что для вальмовой крыши угол уклона ее скатов должен быть не менее 40 градусов. Но при этом стоит знать, что если регион, в котором идет стройка, ветреный, то угол уклона можно сделать и меньше. Такая крыша будет иметь меньшую парусность, а значит, будет претерпевать меньшие ветровые нагрузки. В то же время для регионов с большим количеством осадков угол уклона вальмовой конструкции лучше увеличить.

Важно: чем выше будет расположение конькового прогона, тем больший расход материала будет на устройство крыши. И наоборот.

При расчетах можно использовать один из двух принципов:

• Либо в первую очередь определить угол уклона скатов и потом вывести высоту конька;
• Либо сразу определить высоту конька и, уже потом определять угол уклона.

Для проведения расчетов используют такие формулы:

• Высота конька — h = (D х tan α ):2, где h — это высота прогона конька, а D — ширина торцевой стены дома.
• Длина конькового прогона — Lконька = L-D, где L— длина конькового бруса, а D — ширина коробки здания.
• Длина стропила центрального — L стр. центр. = h2+d2, где h — высота конструкции, а d — ширина дома. При этом длину промежуточных стропил выявляют по этой же формуле, возведя в квадрат данные высоты и ширины, и сложив их.
• Длина карнизного свеса стропилины — L свеса = k:cos α , где К — расстояние от стены дома до самой крайней точки карнизного свеса.
• Угол уклона между нижней частью ноги и плоскостью перекрытия — Α = 90° — α .
• Стропило короткое первое — L1=(2:3)*L.
• Стропило короткое второе L2 = (1:3)х L.
• Протяженность диагонального стропила — √(L в кв. + d в кв.).

Площадь всех скатов крыши для закупки необходимого количества кровельного материала высчитывают по формулам:

• Для вальмы (треугольного ската) — S=(a х h ):2 где а – основание ската, h — высота треугольного ската.
• Для трапециевидных скатов — S=(a+b)*h:2, где a и b — это основание и верхняя часть трапеции.

Разметка кровельной конструкции

Чтобы грамотно смонтировать вальмовую крышу, стропильная система ее сначала должна быть нанесена на перекрытие пола. Монтировать каркас по разметке будет просто и быстро. А для облегчения работы необходимо сделать специальную линейку из фанерной доски шириной 5 см. На этот измерительный прибор удобно наносить все разметки, что позволит не отклоняться от заданных данных расположения стропильных ног и других элементов конструкции.

Итак, схема вальмовой крыши в разметке выглядит таким образом:

• В первую очередь отмечают место расположения конькового пролета. Для этого выявляют с помощью специального мерила центр торцевых стен здания и между ними прокладывают прямую линию. Затем на ней отмечают длину конькового бруса.

Важно: конек должен располагаться на опорных ногах строго по центру начерченной оси и центру своей ширины. Таким образом, нагрузка на него будет равномерной. Если же сделать хоть малейшее отклонение, кровля будет выполнена со смещением, что может нарушить ее жесткость.

• Теперь намечаем места расположения центральных стропил на мауэрлате. Для этого отступают от края торца конька внутрь 10 см и прокладывают прямую линию к мауэрлату. Таким же образом намечают расположение всех четырех центральных ног.
• Затем от самого края коньковой балки к углу коробки дома наносят диагональную линию. Это будет местом расположения угловых стропильных ног. Соответственно таких линий должно быть четыре.
• Следующим намечают промежуточные стропила вальмовой крыши. Для этого от центра конька к мауэрлату ведут линию. Это будет местом расположения одной ноги. Затем с шагом 50-70 см располагают остальные промежуточные стропила.
• И наконец, короткие ноги будут находиться на таком же расстоянии друг от друга, что и промежуточные, с той лишь разницей, что их один конец будет упираться в угловые стропила, а другой — на мауэрлат.

Совет: сложные крыши в виде вальмы, которые будут находиться в двух уровнях, лучше доверить профессионалам. Они проведут точные расчеты и выдадут вам точный конструктивный результат.