Нахождение угла наклона с учетом всех нагрузок
Угол наклона кровли определяют по СНиПу 2.01.07-85 в соответствии с табличным нормативом снеговой нагрузки с привязкой по карте к месту строительства дома.
Наклон можно изменять только в большую сторону. Корректировку проводят, если рекомендуемый угол для кровельного материала больше табличного параметра. В районах с сильными ветровыми нагрузками применяют специальный коэффициент запаса. Обычно он равен 1,2.
Оптимальный угол наклона подбирается с учетом:
- Ожидаемого веса пирога и бюджета строительства. Траты и вес каркаса растут одновременно с уклоном.
- Ветровых нагрузок. Из-за отсутствия фронтонных свесов вальмовые крыши имеют низкую парусность, при стандартной (в пределах 40-70 мм, не более) длине свеса и низкой вероятности возникновения ураганов данными нагрузками можно пренебречь. В регионах с сильными ветрами влияние данной нагрузки на кровлю учитывается при уклоне более 27°.
- Требований производителей кровельных материалов. Оптимальный уклон для большинства видов варьируется от 20 до 45°.
- Необходимости использования внутреннего пространства Чем круче уклон, тем меньше места остается под кровлей, но подъем должен быть достаточным для свободного перемещения.
- Веса снежного покрова. Данный критерий имеет решающее влияние, при отсутствии возможности схода снега нагрузка на скаты увеличивается до полутонны на 1 м2 и более. В регионах с обильными снегопадами уклон скатов таких крыш составляет как минимум 40 °, лучше – 60 (именно при таком угле снеговой нагрузкой можно пренебречь, в остальных случаях она прибавляется с поправочным коэф. от 1 до 0,33).
Более подробно о расчете угла наклона скатной крыши можно прочитать здесь.
Варианты внутренних четырехскатных конструкций
Давайте внимательно рассмотрим, каких типов бывает вальмовая конструкция стропил и чем существенно они отличаются друг от друга. Классическая вальмовая крыша выглядит таким образом:
Так собирают вальмовые скаты из накосных стропил:
Накосные стропила разрешено обрезать на одну высоту, и тогда вся конструкция получается намного прочнее:
Устройство датской полувальмовой крыши выглядит уже так:
И, наконец, самые сложные в исполнении вальмовые крыши также нуждаются в точном расчете:
Кстати, когда речь идет о небольшой беседке, здесь вы можете рискнуть и воплотить в жизнь даже такой необычный проект с красивыми стропилами:
Особенности конструкции вальмовой крыши
Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.
Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.
Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.
Основные конструктивные узлы
- Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
- Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
- Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
- Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.
Схема вальмовой крыши
Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди. Схема соединения основных узлов конструкции
Схема соединения основных узлов конструкции
Виды вальмовых крыш
Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).
Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.
Полувальмовая крыша (голландская)
Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.
Датская полувальмовая крыша
Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.
Пример дома с шатровой крышей
Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.
Эстетичность вальмовой крыши, безусловно, важна, но этим не ограничиваются ее достоинства
- 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.
Результаты вычислений
В отчете нашего калькулятора содержатся следующие позиции:
- Крыша. Исходя из заданных требований, калькулятор порекомендует оптимальный угол наклона стропильной системы. Кроме того, определяется количество требуемого рубероида, а также масса кроющего материала.
- Стропила. Выдается оптимальная длина стропил, учитывая свесы, и необходимое количество для сооружения кровли.
- Обрешетка. Калькулятор определит количество рядов, требуемое для создания обрешетки на указанной площади, также необходимый объем других пиломатериалов.
Для получения правильных данных, в поля калькулятора вбиваются все имеющиеся параметры Источник nauka-i-religia.ru При проведении расчетов, программой учитываются все детали: параметры крыши, габариты кровельных карнизов, фронтальных свесов. Эта информация поможет выполнить расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом.
Виды кровельных покрытий
Для такой крыши подходят различные типы черепичных покрытий и шифера. При выборе учитывают бюджет, назначение чердачного помещения и желаемый внешний вид постройки.
Черепица
Для конструкции подойдут разные типы черепицы, имеющие основу из керамики, металла или цемента. Для обустройства мягкой кровли используется битумный материал.
Шифер
В этом случае также подходит широкий спектр разновидностей. Но профнастил из металла будет не лучшим решением, если под конструкцией планируется оборудовать жилое помещение. Хорошо подойдет мягкий еврошифер, пропитанный битумом. Этот материал сохраняет тепло и легок в монтаже.
Преимущества и недостатки
Здание с такой кровлей притягивает внимание оригинальным обликом. Ее конструктивные характеристики дают возможность обустроить чердачное помещение или мансарду
Кроме того, крыша обладает следующими преимуществами:
- Отличная защита фасадной части от дождя и града. Строение конструкции позволяет сделать крупные свесы.
- Невысокая подверженность искривлениям и иным нарушениям формы за счет жесткости угловых ребер.
- Из-за отсутствия стоячих стенок торцов конструкция слабо сопротивляется воздушным потокам, поэтому меньше вероятность разрушений и деформаций при сильных осадках и ветрах. Ее рекомендуют ставить в районах с ветреной или нестабильной погодой.
- Благодаря большой скатовой площади кровля прогревается равномерно, что хорошо отражается на микроклимате жилища.
Особенности вальмовой крыши
Подобный вид кровли отличается отменными эксплуатационными характеристиками, но сложностью устройства. Конструкция составляют четыре стороны – две торцевые, имеющие форму треугольника, и боковые, напоминающие трапецию. Верхушка их соединена коньком, а бока – вальмовыми ребрами. Относительно основания, поверхности имеют одинаковый угол. С учетом ваших предпочтений, кровля может обладать карнизным свесом.
Правильный расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши может сделать исключительно специалист, но предварительные «прикидки» можно сделать с помощью онлайн калькулятора.
При расчете применяются данные длины скатов, стен и верхнего конькаИсточник st-par.ru
Несмотря на сложность расчетов и сооружения, вальмовая крыша относится к наиболее популярным конструкциям. Это обусловлено рядом преимуществ:
- Жесткостью конструкции
- Обтекаемостью покрытия
- Отсутствием фронтонов
Существуют и определенные недостатки:
- Многочисленные отходы материалов
- Сложность проведения расчетов
- Требуются специальные навыки при установке
Учитывая, что достоинств значительно больше, а трудности вас не пугают, калькулятор кровли четырехскатной крыши поможет выполнить примерные предварительные расчеты. По их результатам уже можно сформировать чертеж с визуализацией предпочтений.
Как рассчитать площадь четырехскатной крыши — правила и последовательность
Четырехскатная крыша дома
Четырёхскатные крыши – наиболее популярный вариант в современном частном строительстве. Зачастую у застройщиков возникает вопрос: как рассчитать площадь четырёхскатной крыши. Необходимо это для определения количества кровельного материала, гидроизоляции и утеплителя.
Сегодня сделать расчёт можно с помощью компьютерных программ, предназначенных для любых видов крыш. В этом есть свои преимущества: высокая точность, возможность выбора различных вариантов конструкции, удобство. Однако, некоторые строители предпочитают надеяться на свой ум, не тратя деньги на то, что могут сделать самостоятельно.
Прежде чем приступать к расчёту площади крыши, следует составить подробный план, где будут нанесены все размеры. Нельзя упускать ни одного элемента крыши. Кроме того, уже на этапе проектировки дома следует определиться с выбором кровельного материала, так как от этого зависит уклон кровли. Чем острее угол наклона, тем длиннее скат крыши. А значит и больший расход материала. Кроме того, каждый кровельный материал индивидуален. Например, профилированным металлическим листам требуется гораздо больший нахлёст при установке, чем, скажем натуральной черепице.
Имея точный расчёт площади крыши дома, можно максимально выгодно подобрать кровельный материал, а так же утеплитель, паровую и гидроизоляцию.
Четырёхскатные крыши могут отличаться по форме:
- непосредственно четырёхскатная;
- полувальмовая;
- вальмовая;
- четырёхскатная щипцовая.
Наиболее просто рассчитываются площади крыш, скаты которых представляют собой правильные трапеции и треугольники и не имеют каких – либо изломов на скатах.
Однако, в современном строительстве всё чаще возводятся вальмовые кровли, с множеством скатов, поверхность которых может состоять не только из треугольников и трапеций, но и ромбов, прямоугольников и прочих геометрических фигур.
Именно поэтому, перед тем, как начать расчёт четырёхскатной крыши, желательно освежить свои знания по курсу школьной геометрии.
Виды кровельных покрытий
Определяя тип кровли и кровельный материал, всегда берут во внимание значение угла наклона ската. В случае с вальмовой конструкцией крыши есть возможность не так пристально обращать внимание на этот параметр, ведь к ней подойдет практически любой кровельный материал
Типы покрытий:
- Черепица. У такого вида кровельного материала, которой часто применяется в устройстве четырехскатной крыши вальмового типа, существует множество разновидностей. Бывает черепица из цемента, из керамики, битумная разновидность, которую иначе называют мягкой черепицей и из металла.
- Шифер. Разновидности шифера применяются к устройству кровли вальмового типа все без исключения. Однако, при выборе этой разновидности материала, многое зависит от необходимости сооружать чердачное помещение жилого типа или мансарду. В этом случае лучше не использовать металлический шифер (металлический профилированный листовой материал), он не может создать комфортную атмосферу в помещении под крышей. Для покрытия вальмовой крыши, под которой находится жилое помещение лучше использовать еврошифер. Состав материала – это стеклоткань и пропитка из битума, благодаря которым кровле обеспечивается надежность и хорошие теплоизолирующие свойства.
- Vip покрытие. Такое покрытие – идеальное решение для кровли. Его можно поставить в один ряд со сланцевой разновидностью черепицы, камышитовой кровлей, которые придают величественный вид дому, особенное, если ими покрыта вальмовая крыша. Минус в этом случае только один – дороговизна материалов, но относительно других качеств и свойств vip материалы изготовлены на высшем уровне.
Виды кровельных покрытий
Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши
Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.
Классическая вальмовая крыша
Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).
Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)
Шатровая вальмовая крыша
Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.
Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши
Полувальмовая крыша
Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).
Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крышиСхема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши
Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная
Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.
Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)
Результаты вычислений
В отчете нашего калькулятора содержатся следующие позиции:
- Крыша. Исходя из заданных требований, калькулятор порекомендует оптимальный угол наклона стропильной системы. Кроме того, определяется количество требуемого рубероида, а также масса кроющего материала.
- Стропила. Выдается оптимальная длина стропил, учитывая свесы, и необходимое количество для сооружения кровли.
- Обрешетка. Калькулятор определит количество рядов, требуемое для создания обрешетки на указанной площади, также необходимый объем других пиломатериалов.
Для получения правильных данных, в поля калькулятора вбиваются все имеющиеся параметрыИсточник nauka-i-religia.ru
При проведении расчетов, программой учитываются все детали: параметры крыши, габариты кровельных карнизов, фронтальных свесов. Эта информация поможет выполнить расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом.
Вальмовые стропила
Стропильная система собирается из бруса разного сечения, 150х50мм, 150х100мм. Обработка, подготовка стропильного материала включает в себя грунтовку антисептическими средствами, антипиренами. Брус нужен сухой с максимальной остаточной влажностью 12-15%, ровный, без сучков. Предпочтение следует отдать брусу из хвойных пород, смоляные мешочки которых защищают от разбухания, проникновения влаги.
Вальмовая крыша отличается от всех других типов и видов крыш наличием большого количества элементов, в частности стропил разного назначения. Скелет вальмовой крыши схож со скелетом большого кита, где малые и большие кости, а так же костные связки между ними образуют длинную прочную конструкцию.
Помимо отмеченных выше стропил в стропильной системе есть так называемые ребра, устанавливаемые с разных сторон, в зависимости от конфигурации вальмовой крыши. Ребрами могут называть так же угловые стропила.
Короткие ноги стропил крепят не на конек, а на стропильную доску, углового расположения. Центральные стропила стыкуются в узлы конькового элемента, в который приходят с трех сторон. Промежуточные стропила соединяют конек и карниз. Особенность вальмовой крыши не только в большом количестве элементов
Важно правильно рассчитать угол наклона, шаг вальмовых стропил и прочие особенности стропильной системы
Правильный расчет угла наклона вальмовой крыши, а также её высоты зависит от веса кровельного материала и полной несущей нагрузки, в которую входит вес стропильной системы и природные нагрузки.
Ещё на этапе проектирования дома составляется схема вальмовой крыши, делается её чертеж, производится расчет стропильной системы вальмовой крыши. Проектирование конструкции вальмовой крыши происходит в такой последовательности:
- Выбирают высоту конька, от которой напрямую зависит угол скатов. Оптимальным вариантом считается одинаковый уклон основных и вальмовых скатов крыши, когда нагрузки распределяются равномерно, кровля распределяется естественнее, а визуальная оценка выше. Оптимальное значение угла вальмовых крыш 20° – 45°. В регионах с большой снеговой нагрузкой высоту конька следует делать максимально высокой, в местности с регулярными ветрами большой силы минимальной. Высота конька вальмовой крыши определяется так же необходимостью создания чердачного пространства. Если планируется устройство мансарды, поднимать конек следует выше.
- После определения высоты конька и производится расчет угла ската стропильной системы крыши вальмовой рановидности. Следует помнить, что увеличение угла усложняет конструкцию вальмовой крыши и увеличивает расход материала для кровли. Расчет угла производится так. Чтобы найти тангенс будущего значения угла, берется высота конька, умножается на цифру 2 и делится на длину ската (берется не ширина дома, а длина ската от верха до низа). Длина ската вальмовой крыши вычисляется с помощью Пифагора, то есть извлекается квадрат из суммы катетов. Катетами в данном случае являются высота конька и половина ширины основания вальмы. Здесь же следует не откладывая, найти длину накосных стропил, вычисляется она аналогичным способом.
- Расчет площади крыши, следующий этап. Общая площадь крыши это сумма площадей двух вальмовых сторон и двух основных. Знать площадь необходимо для того чтобы произвести расчет необходимого количества кровельного материала, площади обрешетки, матов или рулонов для утепления крыши, паро-гидроизоляционных материалов. При использовании листовой кровли будет большой отход до 30% .
Устройство стропильной системы вальмовой крыши лучше понять, осмотрев схему, наглядное пособие поможет понять нюансы и подробности монтажа, к примеру, для чего заранее делают разметочную рейку, лекала по которым затем пилят стропила.
Стропильная система вальмовой крыши с эркером
Довольно популярным в частном строительстве является возведение стен домов с эркерами (выступами). Это очень интересное архитектурное решение, однако проекты таких домов отличаются сложностью проектирования и строительства конструкции. Эркер можно возвести не только во время строительства, но пристроить к уже существующему зданию. Выступ может быть одноэтажным и многоэтажным.
Стоит отметить, что самым сложным в возведении домов такой архитектурной формы является проектирование и монтаж вальмовой крыши с эркером. Основное правило — крыша эркера должна гармонично поддерживать основную кровлю строения, образуя общий стиль. Возвести эркерную крышу очень сложно, поэтому не каждый решится на строительство такого дома. Малейшая неточность в расчетах может привести к тому, что конструкция будет ненадежной.
