Шатровая крыша стропильная система: Стропильная система шатровой крыши: принципы сооружения + инструкции

Разное / 27.09.1974 / alexxlab / 0

Содержание

Стропильная система шатровой крыши: принципы сооружения + инструкции

Они экономичны и превосходно сопротивляются атакам атмосферных явлений. Правда стропильная система шатровой крыши возводится по особым правилам. Их стоит изучить домашним мастерам, желающим потрудиться на поприще самостоятельного кровельщика.

Крыша конвертом – второе название шатровой конструкции, отображающее ее конфигурацию в плане. Строительство шатрового каркаса проводится по правилам, которые регламентирует технология сооружения четырехскатных крыш, но с соблюдением собственной специфики. В конструкции напрочь отсутствует конек как таковой. Его функцию выполняет центральная опора, в вершине которой сходятся все несущие стропильные элементы.

В геометрическом смысле шатровая крыша сложена четырьмя или более равнобедренными треугольниками. Основания треугольников опираются на стены через мауэрлат, верхние венцы или выравнивающие доски. Вершины либо наслоняются на опорный столб, либо упираются друг в дружку.

Выбор способа сооружения

По аналогии со скатными крышами в устройстве шатровой конструкции используются два вида стропильных ног:

Наслонные – стропилины, имеющие две надежные опоры в верхней и нижней части. Применение наслонных стропильных ног возможно, если в обустраиваемой коробке есть внутренняя стена, на которую водружается центральная опора. Вместо стены может использоваться опорный столб, установленный на подвальное или на чердачное железобетонное перекрытие.
Висячие – стропилины, имеющие только одну нижнюю опору. Их устанавливают, если обустраиваемая коробка не обладает внутренней стенкой, а монтаж центрального столба нецелесообразна.

Выбор наслонного или висячего типа стропилин определяет способ установки элементов прочих деталей конструкции.

Чаще всего в сфере устройства над частными домами стропильных систем для шатровых крыш используется наслонная технология. Висячая схема сложнее в монтаже и неудобна в ремонте. Часть ее составляющих взаимозависима, поэтому при замене испорченных элементов нередко приходиться заодно демонтировать неповрежденные детали.

Диагональные и укороченные стропилины

Углы коробки и вершину шатровой конструкции соединяют диагональные или по-другому накосные, они же угловые стропилины – обязательные участники сооружения четырехскатных крыш. Это самые длинные и наиболее нагруженные элементы стропильной системы. Именно на них опираются укороченные стропилины — нарожники, формирующие плоскости треугольных скатов четырехскатных крыш — вальм. Если длина диагональной стропилины более 4,5м, ее сооружают из двух досок, сшитых метровым отрезком аналогичного материала. Вообще по правилам накосные ноги принято изначально делать из двойной сшитой доски, предназначенной для изготовления центральных вальмовых стропильных ног и нарожников.

Ширину доски, из которой планируется построить каркас для утепленной крыши, рассчитывают с учетом формирования вентиляционного зазора в 2-3см. Он должен образоваться между верхней плоскостью ската, формируемого стропильным каркасом, и плитами теплоизоляции. Например, если толщина утеплителя 125мм, то ширина доски должна быть 150мм и т.д. Если размеры предложенного на рынке или в строймаркете материала не позволяют создать вентиляционный зазор необходимых размеров, то к стропилинам с наружной стороны прибивают контробрешетку из бруска.

Дополнительные опоры для накосных элементов

Чтобы повысить жесткость конструкции и предупредить провисание длинных накосных ног, под них устанавливают дополнительные опоры. Число и тип дополнительных опор зависит от размера пролета, перекрываемого диагональной ногой:

При расстоянии до 7,5м жесткость диагональной ноги обеспечивает только подкос, расположенный в верхней части пролета.
При расстоянии от 7,5 до 9м кроме подкоса устанавливается еще и опора в нижней части, расположенная на расстоянии примерно в четверть длины пролета от крайней точки. В качестве дополнительной опоры используются или обычные стойки из бруса, или шпренгельные фермы Т-образной перевернутые низом вверх.
При расстоянии свыше 9м по центру устанавливается еще одна дополнительная опора, которую строительные нормы позволяют устанавливать только на ж/б перекрытие.

Подкосы устанавливают под произвольным углом от 45º до 53º, шпренгели, шпренгельные фермы и стойки строго вертикально.

Варианты решения «конькового» узла

В устройстве каркасов для шатровых крыш, естественно, не используются коньковые прогоны. В преобладающем количестве случаев диагональные стропилины и центральные ноги вальм врубками опирают на единый несущий столб. У единственной для шатра верхней опоры в свою очередь также имеется три варианта опирания:

На нижнее перекрытие. Это не самый востребованный метод, отнимающий часть полезного пространства и определяющий характерные порядки в проектировании. Зачастую его применяют в устройстве летних беседок, что позволяет использовать массивный несущий столб для устройства вокруг него общего стола, к примеру.
На балку перекрытия, уложенную на внутреннюю несущую стену. Чаще всего в малоэтажном строительстве фигурирует именно указанный вариант как наиболее рациональный. Иногда на балку укладывается лежень, к которому разумнее крепить подкосы, чтобы не ослаблять перекрытие.
На соединенные уголками верхние пятки центральных вальмовых стропилин. При указанном способе соединения на мауэрлат может передаваться распор. Потому каждая вальма оснащается стяжкой-ригелем.

Характерные способы сооружения стропильной системы с опорой или без под шатровую крышу изображены на фото и схемах:

Нюансы установки нарожников

Нижний узел крепления укороченных стропилин – нарожников устраивается по аналогии с узлами центральных вальмовых ног. Если они установлены по наслонной технологии, не следует отступать от принципа. Верхнее опирание на диагональный элемент выполняют разными способами:

Путем врубки в цельный брус, использованный для устройства накосной стропильной ноги.
Через опирание на прибитый вдоль нижнего края диагонали вспомогательный брусок.
Посредством банального прибоя двумя-тремя гвоздями размером 82мм, если к нарожникам не предъявляются повышенные требования по прочностным показателям.

Самой разумной по праву считается установка через опорный брусок, прибитый заподлицо с нижней гранью накоса. И прочностные показатели диагональной ноги не пострадают, и монтаж нарожников пройдет в более резвом темпе. К тому же не нужно будет соблюдать разбежку укороченных стропилин при разметке и установке. А вот при креплении врубками верхним пяткам нарожников запрещено сходиться в одной или в близко расположенных точках.

Шаг установки как стандартных, так и укороченных стропилин утепленной крыши обычно равен ширине плиты теплоизоляции. Однако если верхние узлы крепятся гвоздями или врубками допустимо изменение шага, чтобы сместить верхние пятки смежных скатов относительно друг дружки.

С тонкостями строительства шатровой стропильной системы и вариациями на ее тему мы ознакомились, теперь рассмотрим непосредственно процесс с подробным исследованием этапов. Основой для сооружения у нас будет коробка габаритами 10×10м с несущей внутренней стенкой посередине.

Перед работой устраиваем мауэрлат по периметру так, чтобы он лег заподлицо с внутренним контуром коробки. Укладываем его и по внутренней перегородке. Вдоль наружного контура кирпичной стены сооружается бортик в один кирпич, необходимый для компенсации распирания. Между собой брусья деревянной рамы мауэрлата соединяются косыми прирубом, продублированным винтами, болтами или гвоздями. Угловые соединения укрепляются скобами, они же используются для соединения рамы к стенам. По установленному мауэрлату производится разметка нижних узлов стропильной системы.

Поверх выровненного в горизонт мауэрлата укладываются балки перекрытия, центральная часть которых опирается на несущую стену. Если одной длины бруса недостаточно для устройства цельной балки, состыковку двух элементов располагают непосредственно над несущей внутренней перегородкой. К торцам балок с соответствующим проекту шагом крепятся короткие балки — выносá, формирующие свесы над второй парой стенок коробки. Крепятся они к крайним брусьям с противоположной стороны на гвоздь или прочный стержень вроде шкворня, а внутренние углы крепления выносов дублируются уголками типа LK.

Установка опоры и вальмовых стропилин

Сооружение стропильного каркаса под шатровую крышу выполняется в три стандартных этапа. В течение первого из них производится установка опорной стойки и центральных вальмовых стропилин.

Строить старотовую несущую часть стропильной системы будем следующим образом:

Устанавливаем стойку проектной высоты прямо в центре перекрытия. Для изготовления стойки используем брус 150×150мм. Перед креплением вертикальность весьма ответственной детали выверяем отвесом. Если все хорошо, крепим гвоздями и скобами. Чтобы в процессе строительства центральную опору не перекосило, фиксируем ее дополнительно парой временных распорок.
Изготавливаем шаблон стропилины согласно наслонному методу. Примеряем доску к балке перекрытия и к установленной опоре. Для опирания верхней пятки будет сделана врубка глубиной 5см. Поэтому для определения точной линии нижнего спила на балку нужно положить брусок аналогичной толщины, чтобы с его помощью без лишней мороки сразу отчертить все, что нужно.
По шаблону делаем только две противоположные стропилины, которые верхними спилами должны упереться друг в дружку. Монтируем их и крепим одним гвоздем, чтоб не беспокоили во время работы.
Проверенным путем следуем в изготовке и установке стропильных ног, расположенных в крест установленной паре. Верхний спил их обязан упираться в торец соединения первых стропилин.
После установки ноги сшиваются гвоздями между собой или соединяются с помощью металлических уголков.

Первая часть работы требует повышенного внимания и контроля к размерам, горизонтальным и вертикальным направлениям. Если в процессе ее производства все устроено идеально, дальше будет гораздо проще. Ничего подгонять, исправлять и делать каждый элемент в отдельности будет не нужно. Убедившись в безупречности строительства первой части стропильной системы, по периметру прибиваем карнизную доску.

Монтаж диагональных стропилин

Перед установкой накосных стропильных ног производится разбивка крыши шнуркой. Ее протягивают от вершины центральной стойки к углам, образованным карнизной доской. Ориентируясь на проекцию от шнурки в угловых сегментах крыши, примеряем, изготавливаем и устанавливаем угловые короткие балки. Для этого подходящий по длине отрезок бруса, который использовался для устройства перекрытия, прикладываем сверху на незаполненное угловое пространство. Расположившись снизу, очерчиваем линии предстоящих спилов. Крепим угловые выноса к мауэрлату и смежным балкам перекрытия гвоздями и металлическими уголками.

Приступаем к изготовлению и установке диагональных стропильных ног:

Выбираем любой из углов смонтированной части каркаса и в его верху буквально методом «ручного» подбора, но с помощью рулетки находим место, равное двойной толщине стропильной доски. Отмечаем его карандашом.
Прикладываем к вершине нашей «пирамиды» обрезок доски с размерами, равными сечению материала, примененного в изготовлении центральных вальмовых стропилин. Одно из ребер обрезка должно проходить точно вдоль шнурки. Чертим линию вертикального спила и выполняем его.
С помощью строительного угломера замеряем углы между смежными уже установленными стропилинами. Полученный результат следует разделить пополам, т.к. в угол нужно поместить элемент, сшитый из двух досок.
Запиливаем под полученным в результате деления углом край обрезка доски справа или слева по вертикали. В результате получили шаблон верхнего узла диагональной стропилины. Если ранее все было сделано без нареканий, то запиленный обрезок сможет послужить еще семь раз. Если нет, то все равно послужит, но с некоторыми корректировками и подгонками по месту.
Сложив вместе или временно сшив гвоздем два верхних шаблона, нужно снова провести примерку и отметить по факту местоположение врубки, если нижний край диагональной стропилины будет пересекать край стойки. Если для ее монтажа не потребуется врубка, в этом проще убедиться заранее, чем потом возиться с подгонками на крыше.
Внизу к шнурке прикладываем опять же обрезок доски, совместив его ребро с нашим натянутым ориентиром. Совмещенное ребро должно повторять центральную ось углового выноса. Отмечаем линию нижнего запила. Корректируем по вертикали край, согласно «показаниям» карнизной доски.
Аналогично проводим работы по производству зеркально развернутой нижней пары.
Пользуясь шаблонами, изготавливаем обе части диагональной стропильной ноги, которые после установки нужно сшить между собой с шагом 30-40см в разбежку.

Если длина пролета, перекрываемого накосной стропилиной, больше 4,5м, ее заведомо делают из четырех частей. Сшивают, к примеру, правую часть с верхним запилом и левую часть с нижним запилом. После их установки на место прямо на объекте нашиваются недостающие части.

Следуя описанному алгоритму, производится изготовление и монтаж еще трех накосов. Завершив фиксацию диагональных ног, устанавливают подкосы и опоры согласно описанным выше технологическим предписаниям.

Изготовление и монтаж нарожников

Центральные вальмовые стропилины уже красуются на положенном месте. Осталось заполнить некое подобие треугольников между диагональными и центральными вальмовыми ногами. Нижняя пятка коротких стропилин будет опираться на выноса и на балки, верхняя часть на накосные стропила.

По аналогии изготавливаем шаблоны с нижним и верхним запилом. Длину элементов замеряем по факту, согласно размерам и шаблонным сведениям изготавливаем нарожники и устанавливаем их. Остается устроить обрешетку, по которой производится монтаж металлочерепицы, профилированного настила, шифера или другого типа покрытия.

Вариантов применения шатровой технологии намного больше, чем может показаться непросвещенному в кровельном деле человеку. В качестве интересного примера, доступного для самостоятельного воплощения, рассмотрим методику сооружения двухъярусной крыши над дачной беседкой. Конструкция нетривиальная, но не слишком уж сложная.

По сути, над основной стропильной системой обычной шатровой крыши возвышается еще одна четырехскатная миниатюра. Только последовательность работ несколько иная:

Первым делом устанавливаются диагональные стропильные ноги.
Затем на проектной высоте монтируются сдвоенные перемычки, выполняющие работу ригелей стропильных ферм и основания для устройства верхнего шатрового купола. В плане перемычки должны сформировать квадрат с четко симметричными сторонами.
Центральные стропилины вальм крепятся вверху к перемычкам, внизу к мауэрлату, в описываемом случае к обвязке веранды.
Без особой оглядки на ослабление будущей стропильной системы, размечаются точки установки нарожников. Хоть крепить их предстоит гвоздями, легкой конструкции не слишком навредит примыкание верхних спилов нарожников к диагоналям в одном или рядом расположенном месте.
Шаблон для выполнения нижнего спила можно сделать один для всей вальмы. Для безукоризненной постройки он может быть вообще в единственном числе. Шаблонов для верхних спилов будет несколько: для стропилин, прилегающих к перемычкам, для ног, примыкающих к узлам соединения перемычек с диагоналями, и для элементов, присоединяемых к диагоналям, спилы будут различными.

Купол легче сделать на земле, а затем поднять его наверх. В приведенном примере у шатровой миниатюры имеются каркасные стенки, которые желательно обтянуть мелкой металлической или полимерной сеткой. Можно обшить светопроводящими панелями.

Это не единственный способ сооружения нестандартной крыши конвертом. Как еще можно построить стропильную систему шатровой крыши для беседки подскажет обучающее видео:

В пределах одной статьи трудно описать все возможные варианты сооружения крыш конвертом шатровой разновидности. Мы описали лишь общие принципы, придерживаться которых следует в области возведения стропильных каркасов для всех подобных крыш. Используя технологические принципы, можно самостоятельно спроектировать стропильную систему для любимой загородной собственности и с успехом воплотить планы.

Стропильная система шатровой крыши: чертежи, расчет, монтаж

Кровельная система частного дома – это вопрос, волнующий довольно многих пользователей. Ведь необходимо не просто выбрать тип крыши, но и грамотно ее смонтировать, уделив особое внимание стропильной системе. Форма кровли может быть самой различной. Однако, при желании построить жилье с необычной кровельной конструкцией, можно выбрать шатровую крышу. Именно такие системы становятся все более популярными в современном мире. При этом, несмотря на сложность подобной постройки, возвести ее вполне можно и собственными силами. Конечно, без точных расчетов, схем и чертежей монтаж будет невозможен. Кроме того, желательно иметь определенные строительные и столярные навыки, а также знать о правилах техники безопасности. Разумеется, несмотря на некоторые особенности, в целом установка кровли шатровой формы ненамного отличается от любого другого типа крыши. Как выглядит стропильная система шатровой крыши и можно ли произвести все требуемые расчеты и монтаж самостоятельно? Разберем данные вопросы подробно. Начать стоит с отличительных характеристик шатровой кровли.

Особенности шатровой кровельной системы

Шатровая кровля, которая считается разновидностью четырехскатной крыши, имеет форму пирамиды или шатра, читайте также: стропильная система четырехскатной крыши. Эта фигура, грани которой, чаще всего, представляют собой равнобедренные треугольники, соединяющиеся вершинами в одной точке, а ее основание в виде многоугольника. Стоит отметить, что квадратное основание считается наиболее простым для самостоятельного возведения подобной конструкции. Однако, это далеко не единственный вариант кровли. Возможны и более сложные системы, то есть не редко можно видеть шатровые кровли следующих конфигураций:

с круглым основанием и купольными скатами;

с шести-, восьмиугольным и более многогранным основанием;
с ломанными скатами, то есть состоящими их двух частей – пологой и крутой;
кровля с эркером или иначе яндовая;
мансардная шатровая кровля;
с трапециевидными скатами и так далее.

Классическим же вариантом считается квадратное основание и именно такой формы рекомендуется придерживаться, выполняя расчеты стропильной системы шатровой крыши самостоятельно.

Достоинства и недостатки шатровой кровли

Несмотря на сложность произведения расчетов и непростой монтаж, шатровая кровля отличается множеством положительных моментов. В частности, к преимуществам крыши такой формы можно отнести следующее:

оригинальный и привлекательный внешний вид;
кровля отличается меньшим весом, благодаря своей конструкции, то есть оказываемая на элементы строения нагрузка будет минимальной, по сравнению с другими типами крыш;
отличная аэродинамика, то есть способность противостоять ветровым нагрузкам, в том числе ураганным или шквалистым порывам, находится на высоком уровне;
высокая прочность конструкции, за счет того, что ребра кровли дополнительно поддерживают каждый скат;
равномерное распределение любых нагрузок, включая такие внешние факторы, как снежные наносы или ледяные массы;
осадки не доставят проблем пользователям, так как при выборе правильного угла наклона и финишной отделки снежные и водные массы будут легко скатываться с кровли;
высокое энергосбережение, то есть при грамотном подходе к теплоизоляции именно крыша такой формы способствует наибольшему удержанию тепла в помещениях.

Достоинств у шатровой кровельной системы действительно много, но пользователи должны знать и об имеющихся недостатках. В целом к минусам можно отнести два основных момента.

Сложность произведения расчетов и последующего монтажа, особенно если речь идет о многоугольном основании и скатах разного размера. Чаще всего, для составления чертежей и плана кровли рекомендуется приглашать специалистов.
Ограничение объема чердачного помещения в связи с одинаковой формой каждого ската. Конечно, организовать мансардный этаж вполне можно и под шатровой кровлей, однако, при этом придется значительно увеличить угол наклона кровли. Это, в свою очередь, приведет к тому, что самостоятельный монтаж будет практически не возможен, то есть придется прибегнуть к помощи профессионалов.

В остальном же шатровая крыша – это отличный вариант, который поможет сделать любое строение роскошным и эстетически привлекательным. Конечно, возможно это лишь в том случае, если стропильная система шатровой крыши будет правильно рассчитана и установлена, рекомендуем почитать: стропильная система вальмовой крыши.

Основные элементы шатровой кровли

Особенность кровли шатрового типа в том, что все ее скаты симметричны. Кроме того, здесь нет фронтонов и как такого конькового бруса. Конечно, отсутствие данных частей, не делают стропильную систему более легкой, а скорее наоборот. Итак, схема стропильной системы шатровой крыши включает следующие компоненты:

мауэрлат – это основание практически любой стропильной конструкции, именно этот опорный брус необходим для равномерного распределения нагрузки от кровли на стены строения;
лежень – этот брус необходим для поддержания подкосов и стоек, укладывается он в основании стропильной системы и опирается концами на параллельно расположенные несущие стены или специальные опоры;
диагональные стропила – ребра для скатов, такие стропила также называют накосными, они сходятся вершинами в единой центральной точке, а основанием устанавливаются в углах здания, от прочности элемента зависит надежность всей кровли, поэтому желательно использовать двойной брус;
шпренгельная ферма – опора для диагональных стропил, состоящая из шпренгеля и подкоса, важно прочно закрепить данный элемент, чтобы придать максимальную устойчивость всей конструкции;
вертикальные стойки – также относятся к опорным элементам, выполняющим функцию поддержки стропил;
нарожники – это особые элементы, которые бывают только в кровельных четырехскатных системах, представляют собой укороченные стропила, которые опираются на накосные стропила верхним краем, а нижним на опорные балки. Выделяют промежуточные и центральные нарожники. При этом центральные фиксируются к мауэрлату под прямым углом и по высоте равны скату, промежуточные же монтируются параллельно центральному.

Несмотря на то что, шатровая стропильная система не отличается большим разнообразием элементов, монтировать и производить ее расчеты намного сложнее, чем другие виды кровель. Именно поэтому к процедуре планирования, расчета и установки стоит подойти максимально ответственно. Ведь от этого будет зависеть не только внешний вид крыши, но и ее долговечность, прочность и безопасность.

Расчет шатровой стропильной системы

Произвести расчет кровельной конструкции можно собственными силами. Для этого стоит знать следующие замеры:

длина и ширина основания;
форма основания;
параметры скатов, то есть высота, угол наклона и так далее;
размер карнизного свеса.

Может показаться, что сделать чертеж шатровой крыши довольно легко. Ведь достаточно сделать все требуемые замеры и подставить их в соответствующие формулы. Однако, на практике все не так легко и зачастую оптимальным вариантом будет обращение за помощью к специалистам. Если все же есть желание сделать все самостоятельно, то в помощники можно взять онлайн-калькуляторы расчета кровель, которые в широком многообразии представлены в интернете. Особенно хорошо такие программы помогут рассчитать требуемое количество кровельного покрытия.

Начинать проектирование следует с вычерчивания контура строения. Стоит отметить, что высота крыши не зависит от параметров стен, а, значит, может быть самой различной. Однако, важно учитывать снеговые, ветровые и дождевые нагрузки в конкретном регионе. Так как, чем меньше угол наклона, тем дольше осадки будут задерживаться на поверхности крыши. Рекомендуемый вариант – это скаты с наклоном 25-60 градусов. Более острый угол будет сложно выполнить, в связи с тем, что потребуется скаты дополнительно укреплять, а это также приведет к повышению бюджета строительства. Следующий важный момент – это расчет всех элементов стропильной системы. Произвести подсчеты площади кровли можно при помощи теоремы Пифагора. Если в основании крыши квадрат, то скаты будут иметь форму равнобедренного треугольника, а также одинаковый угол наклона и размеры. Достаточно рассчитать один фрагмент, а затем перенести его на 3 оставшихся.

Монтаж шатровой кровли

Прежде чем переходить к непосредственному монтажу, стоит запастись всем необходимым строительным материалом и обработать его соответствующим образом. Наиболее распространенным вариантом стропильной системы шатровой крыши считается деревянная конструкция. Значит все балки, рейки и доски должны обрабатываться гидрофобизаторами, антипиренами и антигрибковыми препаратами. Возможно использовать универсальное средство комплексной защиты от воды, огня, насекомых и плесени. В том случае, когда стены строения деревянные, то возможно стропильную систему крепить непосредственно к верхней обвязки. Если же это каменное или кирпичное здание, то устройство мауэрлата из прочного бруса обязательно. Балки должны надежно фиксироваться металлическими крепежами, так как именно данный элемент будет воспринимать на себя нагрузку, передаваемую крышей. Лежни закрепляются к опорам при помощи уголков из металла и саморезов. После того, как основание подготовлено, можно монтировать диагональные стропила. Крепление стропил шатровой крыши производится четко параллельно между собой. Верхний край закрепляется в коньковом узле, а основание фиксируется на мауэрлате.

Следует иметь в виду, что стропильная система в шатровых крышах бывает висячей или наслонной. Конкретный вариант будет зависеть от размера строения, на широких пролетах, более 5-6 м оптимально использовать висячие стропила. Чтобы правильно установить стропильные ноги, следует монтировать их попарно из противоположных углов. Верхний край каждой ноги спиливается под углом, так чтобы в собранном виде балки плотно прилегали друг к другу. Нижняя часть стропил выступает за стены на величину, равную ширине свеса. Чаще всего, данный параметр не превышает 50 см. Чтобы стропила были максимально надежно зафиксированы их укрепляют нарожниками и подкосами, а также притягивают проволокой к закрепленным на стенах штырям. После того, как стропила установлены и укреплены, можно переходить к настилу обрешетки и дальнейшей подготовки кровельного пирога под финишное покрытие.

Посмотрите еще статьи:

Особенности монтажа шатровой крыши и стропильной системы: технология сборки сложной кровли

Шатровая крыша напоминает многоугольную конструкцию. С монтажом такого вида крыши можно справиться и своими руками, но для этого нужно знать основную информацию и владеть навыками пользования электрическими инструментами. Важно сделать проект с правильными расчетами. А закрепление всех соединений производится, как и в любых других видах крыш — по технологии.

Виды крыш со специфической формой

Существует несколько видов крыш со специфической формой:

плоская;
скатная;
двускатная;
вальмовая;
полувальмовая;
шатровая;
многощипцовая;
купольная.

Эти виды считаются самими популярными, но существуют крыши и с более сложной конструкцией. Они менее востребованные, например: арочные, шпилеобразные, сводчатые, складчатые и сферические. Каждый вид обладает своими индивидуальными тонкостями в монтаже, функциональностью и архитектурным оформлением.

Шатровое кровельное изделие считается одной из часто возводимых конструкций.

Описание шатрового варианта

Шатровая крыша имеет скаты в виде треугольника, и все соединения сходятся в одной верхней точке. Самый минимум треугольников — 4 штуки, но углов может быть намного больше.

В идеале вершина конструкции монтируется строго по центру, но при желании эту точку можно сместить в сторону, что придаст уникальность строению. Получится, что одна сторона кровельной конструкции станет длиннее, а другая — короче. Как и шатровая крыша, стропильная система также может разделяться по способу монтажа:

Висячие. Конструкция не включает в себя опорные точки, а стропила монтируются с небольшим пролетом.
Наслонные. На внутренних и наружных сторонах стены должны быть опорные точки с шагом друг от друга на 450 см.

Выбор способа монтажа не влияет на внешний вид. Сама конструкция может быть выполнена следующим образом:

Ломаная. Этот тип конструкции подходит для мансарды. Но при таком варианте происходит изменение наклона ската в меньшую сторону. Угол станет меньше.
Ендовая. Этот кровельный элемент является дополнительной частью эркера.
Мансардная. В этом случае мансарда располагается на кровельных скатах.

Строение имеет вид шатра, отсюда и произошло название.

Плюсы и минусы конструкции

Любая конструкция имеет свои положительные и отрицательные стороны:

К главному преимуществу можно отнести аэродинамические особенности: потоки сильного ветра скользят по скатам и не разрушают конструкцию, а надежные фронтоны добавляют жесткости всей кровельной системе. К тому же уникальный внешний вид не оставит равнодушным ни одного прохожего.
К отрицательной стороне относится затруднительный монтаж. Если владелец задумал обустроить мансарду, то полезной площади останется мало.

Но, невзирая на сложность монтажа и лишний расходный материал, шатровая крыша оправдает себя. Например, двускатная крыша беседки будет смотреться куда хуже, чем шатровая.

Кровельные элементы изделия

Стандартная технология предполагает наличие следующих деталей, без которых невозможно выполнить строительство:

Коньковый узел. Считается наисложнейшим элементом кровли в монтаже, правда, если крыша не квадратная.
Нарожники. Для вспомогательной разгрузки давления и укрепления накосных балок служат нарожники.
Мауэрлат. Эта часть крыши является основанием. Выбираются брусья большого диаметра, устанавливаются на поверхность короба дома, закрепляются между собой, а затем на них выполняется монтаж всей системы.
Накосные стропила. Для распределения нагрузки всей кровельной системы предназначаются специальные доски, которые монтируются по углам всего каркаса. Эти детали считаются наидлиннейшими стропильными элементами.
Подкосы. Они играют роль опорных деталей для стропильных ног.
Основные стропила. Этот кровельный элемент выполняет функцию соединения между коньковой частью и накосными стропилами. Они также влияют на то, какой будет высота шатровой крыши.

Вспомогательными деталями для стропильной системы служат прогоны, ригели, опоры, лежни. Они предназначаются для дополнительного укрепления всех соединений на крыше. Если климат региона ветреный, то без них не обойтись.

Перед подобными работами всегда создается чертеж, на котором все уже заранее рассчитано и подогнано по размерам.

Пошаговый монтаж крыши

Такой вид шатровой конструкции предполагает сборку всех элементов в порядке очереди:

монтаж мауэрлата;
монтаж накосных брусьев;
установка серединных подпорок и подкосов;
установка специальных нарожников;
обшивка крыши обрешеткой;
настил пароизоляционной пленки;
настил гидроизоляционного слоя;
на последнем шаге производится кровельное покрытие.

Важно соблюдать последовательность работ и не перескакивать с одного этапа на другой. В противном случае качество кровельной конструкции может снизиться.

Установка системы своими руками

Установка стропильной системы для такой крыши считается сложным делом. Поэтому необходимо все точно рассчитать. Потолок в этом случае делается только после возведения конструкции, но не раньше. Поэтапный монтаж заключается в следующем:

Вначале на поверхность стен устанавливается мауэрлат. Закрепляется он при помощи анкеров. Но под основание делается настил гидроизоляционного материала. Для этих целей послужит рубероид, изготовленный на основе мастики. Для деревянных стен выполняется специальная обвязка.
Производится закрепление накосных стропил, которые устанавливаются по углам. Для этого нужно срезать те края досок, которые будут находиться в верхней части крыши, чтобы они создавали острие. Для установки накосных стропил необходимо воспользоваться врезной балкой. Если стена из кирпича, то для фиксации к мауэрлату применяют металлические хомуты из арматуры, а для дерева — используют обычные скобы.
В середине всей системы делается установка подпорок.
В тех частях, где расположены скаты, осуществляется монтаж диагональных реек, раскосов и подкосов. Это поможет избежать нарушения крыши от сильных порывов ветра.
Далее выполняется монтаж шпренгелей, нарожников и подкосов.
Набиваются доски.

Чтобы установить диагональные брусья, рекомендуется выдерживать прямой угол. Следует сделать правильный расчет стропильных балок, чтобы получился свес для обустройства короба. Для удлинения стропильных ног применяются «кобылки», которыми удлиняют брусья.

Процесс создания кровли

Слой пирога шатрового кровельного изделия выглядит таким образом:

Стропильный каркас необходим в качестве основы для последующих кровельных работ.
Изначально стелют пароизоляционную пленку. Это необходимо для предотвращения возможного конденсата.
Деревянная обрешетка добавляет прочности всей конструкции и служит основанием для следующих кровельных слоев.
Укладывается утеплительный материал.
Чтобы внешняя влага не могла проникнуть внутрь помещения, следует применить гидроизоляционное покрытие.
После чего выполняется монтаж контрольной обрешетки. Это необходимо для обеспечения вентиляционного зазора, через который будет производиться проветривание крыши. К тому же без контробрешетки не обойтись, поскольку этот слой служит основой для кровельного покрытия.
Затем делается монтаж любого вида кровли, например: гибкая черепица или шифер.

Если соблюдена технология монтажа и все слои выполнены должным образом, то в помещении образуется нормальный микроклимат.

Установка пароизоляции, обрешетки и гидроизоляции

Существует два способа монтажа обрешетки: для твердого и мягкого кровельного покрытия. В первом случае допускается делать небольшой зазор между досками, а во втором — применяются листы ДСП, поскольку материал для покрытия крыши будет наплавляемым. По стандарту толщина досок должна составлять 25 мм, а ширина — 150 мм. Но под обрешеткой предварительно устилается слой пароизоляции.

В качестве гидроизоляции можно выбрать специальную мембрану. Но также можно применить обычный рубероид. В первом случае материал качественнее, а срок службы — выше. Есть разные варианты: дышащие, утепляющие и другие. Гидроизоляционный слой закрепляется при помощи степлера и укладывается внахлест на 10 см. Внизу обязательно надо оставить выпуск на 15 см.

Для предотвращения конденсата изнутри крыши применяют специальные пленки, которые продаются в любом строительном магазине. Например, можно использовать полиэтилен, специальные мембраны или пропиленовое покрытие. При помощи степлера производится закрепление. Устанавливается обрешетка, а ячейки заполняются утеплительным материалом — пенопластом или минеральной ватой.

Особенности утепления конструкции

Шатровую крышу необходимо утеплять в любом случае. Минеральная вата, пенопласт и пеноплекс считаются основными утеплительными материалами. Если изделие будет утепляться минеральной ватой, то листы кладутся в отсеки между стропилами обязательно сверху вниз.

Важно не допустить появление щелей. По возможности для закрепления используют степлер. Такая процедура выполняется по всей площади. Для высокой надежности следует выбирать тот материал, который отвечает нижеприведенным требованиям:

при сжатии материала не должно быть никакого дефекта;
устойчивость к огню;
высокая плотность;
препятствие для проникновения влаги;
теплопроводность не должна быть высокой;
воздухопроницаемость.

Монтаж кровельного покрытия

Для крыши шатрового типа не укладывают кровельное покрытие по одному градусу, например:

гибкая черепица монтируется при уклоне на 8−18 градусов;
асбестоцементные материалы монтируются при 14−16 градусах;
металлическая черепица монтируется при уклоне на 30−60 градусов.

Кроме основных кровельных материалов, можно применять и специфические виды, например, камышовые и тростниковые варианты. Надежность и долговечность такой кровли сводится к минимуму, особенно если регион находится в суровых климатических условиях.

В основном для сложной формы крыш используют гибкую и металлическую черепицу. Материал существенно дороже, но обладает высоким сроком службы. В первом случае для монтажа используется специальная газовая горелка. Материал наплавляется путем разогрева гибкой черепицы и основания крыши. А во втором случае закрепление листов выполняется при помощи шуруповерта и саморезов. Покрытие всегда производится снизу вверх.

Отходы кровельного покрытия будут большими, поскольку крыша имеет фигурную форму и без подрезки не обойтись. Это надо учесть при расчетах на расход материала.

Если работа будет проводиться в одни руки, то следует запастись терпением и силами. Ведь на всех этапах сборки кровельного изделия придется где-то поддержать брус или подать лист кровли. Поэтому желательно включить в работу еще одного человека, который станет помогать в сложных ситуациях. Однако если такая крыша будет предназначаться для маленькой беседки, то в таком случае можно справиться и своими силами.

устройство, чертежи, монтаж, план, расчет узлов

Содержание:

Четырехскатная крыша, при условии грамотного ее возведения, отличается не только презентабельным внешним видом, но и повышенной прочностью, которая позволяет ей эффективно противостоять атмосферным осадкам и сильному ветру. В данной статье мы расскажем о том, каково устройство стропильной системы четырехскатной крыши, рассмотрим разновидности таких каркасов, а также опишем подробный план работ по их возведению.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.

Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Как правило, системы стропил вальмового и шатрового типа комбинируют с традиционными – односкатными, двускатными и ломаными крышами в рамках одного объекта.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Некоторые рекомендации по монтажу наслонных стропил:

Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.

Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.

Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

Обратите внимание, что способ укладки мауэрлата и всей стропильной системы следует предусмотреть на этапе проектирования здания. При отсутствии внутренних несущих стен и невозможности размещения опорных элементов для центральной части крыши, применяется технология висячих стропил. Однако чаще всего устанавливают все-таки наклонный тип стабильного каркаса, предусмотрев заранее наличие несущих конструкций.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.

Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.

Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.

Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.

Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.

Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.

Строительство вальмовой крыши

Поскольку в частном строительстве используются преимущественно вальмовые крыши с наслонными стропилами, рассмотрим подробнее процесс монтажа четырехскатной стропильной системы такой конструкции. Опорой для конструкций будут служить перекрытия, размещенные на мауэрлате.

Фиксация методом врубки будет выполняться лишь в месте стыковки конька со стропилами, поэтому мауэрлат можно устанавливать на обычных креплениях. В рассматриваемом здании коробка дома имеет размеры 8,4×10,8 м. Крыша на плане будет превосходить размеры дома на 40-50 см с каждой стороны – это ширина карнизного свеса.

План укладки опор на мауэрлат

В зависимости от материала, использованного для возведения стен здания, укладка мауэрлата может производиться различными способами.

Общие рекомендации таковы:

В верхней части стен из газосиликатных или пенобетонных блоков нужно залить армированный бетонный пояс, в котором разместить анкеры для последующей фиксации мауэрлата.

При сооружении кирпичных стен в верхней их части выполняют бортик в 1-2 кирпича таким образом, чтобы в центре стены образовалось углубление для деревянного каркаса. По мере кладки между кирпичами размещают деревянные пробки, к которым мауэрлат будет фиксироваться скобами.

Для мауэрлата понадобится брус сечением 100×150 или 150×150 мм. При планировании использования пространства под крышей следует применять более толстые балки. Элементы каркаса стыкуют косыми врубками с последующим усилением – гвоздями, глухарями или саморезами, а по углам – скобами.

Далее на мауэрлат нужно разместить элементы перекрытия. Их делают из брусков сечением 100×200 мм. Первой укладывается центральная балка. Если длины пиломатериалов недостаточно, ее изготавливают из двух кусков бруса. Причем место соединения должно приходиться на опорный элемент, например, несущую стену.

В данном случае балки уложены с шагом в 60 см. Как правило, коробка имеет неидеальные размеры, поэтому шаг между балками можно слегка подкорректировать, чтобы сгладить несовершенства. Отступ от стен дома до крайних балок, расположенных по обеим сторонам, должен составлять 90 см. Он требуется для монтажа выносов.

К торцевым частям балок перекрытия крепятся выноса. Для удобства сначала их размещают лишь в тех местах, где далее будут установлены стропила. К поверхности мауэрлата выноса крепятся гвоздями, а к балкам – нагелями, гвоздями крупного сечения, саморезами, после чего крепление усиливается уголками.

Сборка конькового участка четырехскатной крыши

Центральный отрезок крыши вальмового типа является не чем иным, как традиционной двухскатной конструкцией. Следовательно, ее сборка выполняется по технологии для скатных кровель. Хотя подобная конструкция обычно предусматривает наличие лежня, на котором размещаются опоры под конек, в данном примере функции такого элемента возложены на центральную балку перекрытия.

Коньковый участок крыши выполняют так:

Сначала собирают опорную конструкцию под стропила, которые верхними пятками будут упираться в коньковую балку. Сам конек будет поддерживаться тремя опорными столбами, из которых средний монтируется непосредственно на центральном брусе перекрытия. Чтобы правильно установить два крайних столба, под них поверх перекрытия размещают поперечные бруски, по длине охватывающие не менее 5 балок. Подкосы обеспечивают дополнительную устойчивость конструкции. Опорные элементы каркаса изготавливают из бруса сечением 100×150 мм, а подкосы – из досок 50×150 мм.

Чтобы все стропила были одинаковыми, для их нарезки изготавливают шаблон. Для этого доску нужной длины примеряют на месте монтажа, делают разметку запилов, после чего по ней выполняют нарезку всех стропилин.

Готовые стропила опирают на коньковую балку местом врубки, а нижнюю часть закрепляют на выносе.

Обычно балки перекрытий размещают перпендикулярно коробке, чтобы упор стропильных ног в центральной части крыши приходился именно на них. Поскольку в рассматриваемом примере стропила стыкуются с выносом, необходим монтаж дополнительных опор. Их размещают таким образом, чтобы перераспределить нагрузку со стропил и опор на стены.

В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.

Крепление угловых выносов стропильной системы

В углах за карнизной доской необходимо установить угловые выноса.

Их крепят так:

От угла до места условного пересечения балки перекрытия с крайней опорой каркаса натягивают шнурку.

По ее контуру в нужном месте размещают брусок. На бруске нужно отметить места, где он пересекает балку перекрытия и угловой стык карниза. По разметке все лишнее обрезают.

С помощью уголков готовый элемент крепится к перекрытию и мауэрлату.

Те же действия выполняются со всеми оставшимися выносами.

Устройство накосных стропил — чертежи

Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.

Процесс создания и монтажа накосов таков:

С помощью шнурки намечаем дополнительные линии для разметки запила, натянув ее к углам и центру ската от верхней точки коньковой балки.

Определяем угол между верхней частью углового выноса и шнурка. Это будет угол для нижнего запила (α). Верхний запил (β) высчитывается по формуле: β=90º-α.

Берем обрезок доски и спиливаем в нем один край под углом β. Приложив заготовку к месту стыковки верхние части, совмещаем ее ребро со шнуркой. Излишки отмечаем и отпиливаем.

В другой заготовке для нижней пятки отпиливаем участок под углом α.

С помощью полученных шаблонов вырезают первое диагональное стропило. Если нет целой доски нужной длины, элемент собирают из двух кусков. Сращивают их с помощью дюймовой доски, длиной 1 м, поместив ее с внешней стороны стропила. Готовый элемент можно устанавливать.

Аналогичным образом изготавливают вторую половину диагональных стропил, не забыв, что она должна размещаться несколько ниже первой. Место стыковки двух половин накоса не должно совпадать с отрезком сращивания досок в одну деталь.

Стыковка досок производится гвоздями на расстоянии 40-50 см.

Далее по шнурке на стропиле необходимо прочертить линию запила, чтобы его можно было состыковать со смежным диагональным элементом.

Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.

Сборка и монтаж вальмовых стропильных ног

По натянутой шнурке от конька к центру ската замеряем нижний угол γ и вычисляем противоположный угол δ=90º-γ. Так же, как и с диагональными деталями, изготавливают шаблоны для запилов на верхней и нижней пятке элемента, чтобы он плотно вошел между диагональными стропилами. Изготовив центральное стропило вальмы, его нужно установить в соответствующем месте.

Жесткость конструкции и надежное крепление наиболее коротких нарожников обеспечивается путем установки коротких выносов между карнизом и угловыми выносами.

На следующем этапе делают шаблоны для нарожников:

Кусок доски отпиливают под углом δ и примеряют на месте соединения с диагональной ногой.

Различают лишние участки, затем их отпиливают. Этот шаблон понадобится для создания всех нарожников, которые будут установлены с одной из сторон вальмы. Для другой половины запил на заготовках нужно будет сделать с противоположной стороны.

Нижнюю пятку нарожников подрезают по шаблону, отпиленному под углом γ. Такая заготовка подойдет для создания нижних стыков на всех нарожниках.

Изготовление нарожников производится с учетом расчетной длины элементов и согласно изготовленным шаблонам. Они заполнят плоскости вальм и основных скатов. Установку этих деталей выполняют так, чтобы места стыковки накосов с нарожниками с противоположных сторон не сходились в одном месте, то есть вразбежку. Крепежными элементами для соединения нарожников с диагональными стропилами служат уголки, а с выносами и балками перекрытия – зубчатые пластины или уголки – кому что удобнее.

Сооружение крыши с шатровым типом каркаса выполняется по тем же технологиям, что и с вальмовым. Единственное отличие заключается в отсутствии конька в шатровых крышах. В данном случае монтаж стропильной системы шатровой кровли начинается со стыковки диагональных стропил, а затем – нарожников. Если же используются висячие стропила, сначала выполняется монтаж центральной фермы.

Таким образом, детальное изучение особенностей строительства четырехскатных крыш позволит вам приступить к созданию каркасной конструкции со знанием дел.

<br />

Шатровая крыша: конструкция и устройство

Хотите построить дом, который был бы оригинальным, интересным и имел современный внешний вид? Тогда следует подробно изучить устройство шатровой крыши. Она разительно отличается от простых конструкций с одним или двумя скатами. С другой стороны, устройство такой крыши требует определенных навыков и опыта в строительном деле. Не зря говорят, что эта конструкция одна из наиболее сложных в реализации.

Многие специалисты соглашаются, что устройство четырехскатной крыши позволяет получить не только эстетически привлекательный, но и надежный элемент здания. В отличие от конструкций другого типа здесь требуются точные расчеты и вычисления, ошибки в которых могут привести к потере эстетической привлекательности и более печальным последствиям. Давайте познакомимся с особенностями шатровой крыши.

Достоинства и недостатки шатровой крыши

Чем эта конструкция отличается от других? Главная особенность в том, что основание должно иметь квадратную или, в качестве исключения, прямоугольную форму. Конструкция шатровой крыши предполагает, что каждый из четырех скатов будет выполнен в виде равностороннего треугольника, а их вершины соединяются в одном центре. Однако это не строгое правило – скатов может использоваться и на порядок больше, некоторые изделия вообще выполнены в круглой форме. Шатровая конструкция возводится по принципам симметрии, и их очень важно придерживаться.

Одним из самых сложных этапов при обустройстве конструкции шатровых крыш является точность расчетов стропильной системы. Конечно, можно не рисковать и доверить эту работу профессиональному архитектору или же найти типовой проект в интернете (правда, нет гарантии, что в нем не будет ошибок). Если же у вас есть определенный опыт, и вы не боитесь расчетов, тогда их можно произвести самостоятельно. Не пожалейте времени и перепроверьте полученные результаты.

Некоторые тонкости расчета конструкции четырехскатной крыши

Может показаться, что схема четырехскатной крыши не представляет собой ничего сложного. Стропильная система будет выполнена в форме равнобедренных треугольников, в основании которых будет лежать верхняя часть стены, остается лишь вычислить угол, образуемый скатами. Рассчитайте площадь одной фигуры и умножьте ее на их количество – так вы узнаете общую площадь будущей конструкции стропил и сможете приблизительно определить количество необходимого кровельного материала.

Конструкция четырехскатной крыши может быть реализована и в случае, когда основанием является прямоугольник. Только придется рассчитать площадь треугольника и трапеции, после чего умножить их на два. Для нахождения площади треугольника и трапеции необходимо воспользоваться формулами из геометрии и, как правило, это не составит особых затруднений.

От расчетов к строительству

Конструкция типичной шатровой крыши обустраивается на деревянном основании. Если сооружение построено из дерева, тогда достаточно подготовить верхнюю обвязку. При сооружении стен из блоков или кирпичей придется дополнительно обустроить мауэрлат. В кирпичных домах поверх них заливается стяжка, в которую устанавливаются деревянные закладные элементы. При использовании газобетона, шлакоблоков и других блоков можно просто подготовить бруски такой же высоты и заложить их между элементами кладки. Устройство четырехскатной крыши предполагает использование обилия деревянных элементов: досок и брусьев различных размеров и назначения.

Прежде чем изготавливать каркас, обязательно проведите их антисептическую и противопожарную обработку. Таким образом вы сможете с минимальными затратами продлить срок эксплуатации конструкции.

Когда поверхность будет обладать необходимой прочностью, закрепите с помощью саморезов к деревянным брускам опорные брусья и лежни. Мауэрлат будет использоваться в качестве основания для стропильной системы, поэтому его обустраивают по периметру внешних стен. Следующим этапом станет изготовление стропильных ферм. Они бывают различных видов: боковые стропила треугольной фермы, стропильные фермы для соединения в коньковый узел, также используются диагональные стропила.

Обустройство четырехскатной крыши предполагает точное выполнение работ, особенно это относится к сооружению стропильной системы. К тому же каркас должен отличаться высокой надежностью и быть абсолютно симметричным.

Все размеры должны быть идеально выдержаны и быть одинаковы для каждой стороны.

Обустройство стропильной системы – создаем каркас крыши

Для начала каркас обустраивается из накосных стропил, на которые передается наибольшая нагрузка, после этого устанавливают центральные элементы. В последнем случае длина изделий должна быть одинакова, а между собой они должны располагаться параллельно. Один их край закрепляют в коньковый узел, а другой – к изготовленному ранее мауэрлату.

На некоторых участках каркас состоит из различных типов стропил, которые соединяются в одном месте. В этом случае выполняется двойной подрез, при этом в местах скосов необходимо добиться совпадения плоскостей одинаковых стропил.

Следующим этапом станет монтаж стропил, которые расположены по диагонали по направлению к угловым элементам. Черепковый брус поможет увеличить надежность четырехскатной крыши и сделать каркас более прочным. Он закрепляется с двух сторон на накосных стропилах.

Крепление черепкового бруса выполняется в разбежку на различных участках диагонально уложенных стропил.

Чтобы каркас получил дополнительную прочность, используется поперечная балка, которая соединяет центральные стропила.

Обеспечиваем гидро- и теплоизоляцию

На следующем этапе обустройства четырехскатной крыши необходимо уложить гидроизоляцию. Выполняют работу снизу вверх, минимальный нахлест составляет 10 см. Когда пленка будет надежно закреплена, поверх ее набивается контробрешетка. Ее устройство совсем несложное: к стропильным ногам просто прибиваются дополнительные бруски. Благодаря контробрешетке гидробарьер будет хорошо держаться, а сама крыша проветриваться.

Под кровельным покрытием укладывается теплоизоляционный материал, который закрывается паробарьером. Если помещению требуется придать эстетическую привлекательность, конструкция может иметь декоративную отделку. Далее на четырехскатной крыше монтируется кровельное покрытие. Стоит отметить, что шатровая конструкция предполагает значительный перерасход материала, ведь потребуется выполнять множество резов.
Несомненно, при изготовлении шатровой крыши придется поработать не только руками, но и выполнить немало расчетов. Однако ваши усилия не окажутся напрасными! Ведь, в конце концов, вы получите надежную конструкцию, которая будет долгие годы радовать глаз и защищать ваш дом от непогоды. А оригинальность шатровой крыши не оставит равнодушным ни одного вашего гостя!

Крыша шатровая узлы чертежи. Расчет шатровой крыши. Процесс монтажа конструкции наслонного типа на кирпичном здании

Даже если бы она не была так названа, все равно любой бы назвал эту четырехскатную крышу именно шатровой, настолько она напоминает шатер. Благодаря отсутствию фронтонов и сравнительно коротких балок стропил, ее считают одной из самых экономичных.

Шатровая крыша по конструкции – это четырех- или многогранная пирамида. Скаты ее имеют вид равнобедренного треугольника. Вершины их сходятся в центре крыши в верхней ее точке. Надо отметить, что органичнее шатровая крыша смотрится на квадратных основаниях. Определенный наклон скатов дает возможность отводить талую и дождевую воду качественно и надежно.

Есть и несколько необычные по форме шатровые крыши – со значительно большим числом скатов или симметрично круглая. Схема такой крыши достаточно проста, но устройство шатровой крыши имеет свои сложности и много важных нюансов.

Стропильная система

У шатровых крыш стропильные системы по конструкции могут быть и наслонные. Первые, как правило, используют при больших пролетах, если в качестве опоры могут выступать только наружные стены. В этом случае создается горизонтальная распирающая сила. Чтоб ее уменьшить прибегают к помощи металлических и деревянных затяжек.

Строить и ремонтировать подобную крышу довольно сложно. Поэтому при выборе стропильной системы предпочтение чаще отдают наслонной – она более удобна в монтаже и к тому же более экономичная. Это самый подходящий вариант для крыш, угол наклона которых не больше 40°.

Для установки наслонной системы необходима несущая внутренняя стена либо дополнительные опоры, соответственно, посередине крыши. Так как у такой крыши самое меньшее пара точек опор, в коньке и на стропильных ногах, распора на стены не создается. Между опорами стандартный пролет должен быть порядка 4,5 м. При большем пролете под стропила необходимо установить подкосы.

Основными составляющими конструкции стропильной системы у шатровой крыши являются:

накосные (диагональные) стропила, расположенные по углам базового каркаса крыши;
мауэрлат – балка, являющаяся опорой для нижних концов стропил;
нарожники (укороченные стропила), которые крепят к накосным стропилам;
подкосы, являющиеся опорой для ног;
ригели, прогоны, лежни, всевозможные дополнительные опоры для придания жесткости конструкции шатровой крыши.

Устройство шатровых крыш: начало и завершение

На основе заготовленного шаблона из бруса, бревен и пиленых досок прямо на земле собирают основные узлы и стропила конструкции. Толщина материала зависит от шага стропил, длины ее ноги, уклона крыши и рассчитанных нагрузок.

Для кирпичных (каменных) домов опорный брус (мауэрлат) располагают на внутренней части предварительно выровненных стен с обязательной гидроизоляцией бруса, скажем, рубероидом. В деревянной постройке функции мауэрлата может выполнить верх сруба или верхняя обвязка в случае каркасного здания.

Начинают с постройки основания – укладывают на стены мауэрлаты и лежни (не забыть уложить на кирпичную кладку прокладочный влагостойкий материал).

Настилав на мауэрлаты подмости, из двух противолежащих углов поднимают накосные стропила и соединяют в коньковом узле. Не рекомендуется делать врезки непосредственно в мауэрлат, чтобы его не ослаблять (поэтому лучше использовать врезанную балку).

Шатровая крыша несколько отличается от прочих видов , поскольку в них нет прогона, и диагональные стропила должны соединяться в коньковом узле. Таким образом, следующим шагом поднимают оставшиеся накосные стропила, подгоняют врубки и затяжками скрепляют их в коньке. Дополнительную прочность такого типа стропильной системе придает дополнительная стойка в центре в виде подпорки.

В завершении устанавливают нарожники со стойками и подкосами. Для усиления стропильных ног и придания им дополнительной жесткости устанавливают шпренгели.

Главным условием устройства шатровой крыши является установка диагональных (накосных) стропил строго под прямым углом.

Для эффективной защиты стен от влаги расстояние между наружной гранью стены и свесом стропил должна быть не менее полметра. Если же стропила недостаточно выступают, то их удлиняют при помощи «кобылки» – обрезка доски на ребро.

Стропила обязательно должны быть скреплены со стенами. В случае кирпичных (каменных) используют хомуты из проволоки (4-6 мм), которые надевают на стропила, а деревянных – используют металлические скобы.

После создания стропил, переходят к внутреннему устройству: укладке обрешетки, паро- и гидроизоляции, кровельного материала.

Внутреннее устройство шатровых крыш

Гидроизоляционную пленку расстилают внахлест (примерно на 10 см), снизу вверх. Ее нижний край должен располагаться на карнизной планке. Слои у конька соединять не рекомендуется, для улучшения вентиляции утеплителя.

Затем на крышу набивают контробрешетку, брусья которой рекомендуется располагать вдоль ног стропил, высотой не выше 5 см. Она с одной стороны удерживает в исходном положении гидроизоляцию, с другой – обеспечивает вентиляцию сооружения.

Крышу изнутри отделывают утеплителем, после чего накрывают слоем пароизоляции.

Кровлю шатровой крыши можно выполнить из разнообразных материалов, скажем, ондулина, металлочерепицы, мягкой и керамической черепицы и т.д.

Шатровые крыши эффектно возвышаются над частными домами, флигелями, беседками, летними кухнями. Сооружают их чаще всего над квадратными в плане коробками. Реже устраивают над объектами, напоминающими правильный многоугольник с четным количеством сторон. В списке преимуществ шатровой крыши значатся все виды плюсов четырехскатных кровельных конструкций. Они экономичны и превосходно сопротивляются атакам атмосферных явлений. Правда стропильная система шатровой крыши возводится по особым правилам. Их стоит изучить домашним мастерам, желающим потрудиться на поприще самостоятельного кровельщика.

Крыша конвертом – второе название шатровой конструкции, отображающее ее конфигурацию в плане. Строительство шатрового каркаса проводится по правилам, которые регламентирует , но с соблюдением собственной специфики. В конструкции напрочь отсутствует конек как таковой. Его функцию выполняет центральная опора, в вершине которой сходятся все несущие стропильные элементы.

Выбор способа сооружения

По аналогии со скатными крышами в устройстве шатровой конструкции используются два вида стропильных ног:

Наслонные – стропилины, имеющие две надежные опоры в верхней и нижней части. Применение наслонных стропильных ног возможно, если в обустраиваемой коробке есть внутренняя стена, на которую водружается центральная опора. Вместо стены может использоваться опорный столб, установленный на подвальное или на чердачное железобетонное перекрытие.
Висячие – стропилины, имеющие только одну нижнюю опору. Их устанавливают, если обустраиваемая коробка не обладает внутренней стенкой, а монтаж центрального столба нецелесообразна.

Диагональные и укороченные стропилины

Дополнительные опоры для накосных элементов

При расстоянии до 7,5м жесткость диагональной ноги обеспечивает только подкос, расположенный в верхней части пролета.
При расстоянии от 7,5 до 9м кроме подкоса устанавливается еще и опора в нижней части, расположенная на расстоянии примерно в четверть длины пролета от крайней точки. В качестве дополнительной опоры используются или обычные стойки из бруса, или шпренгельные фермы Т-образной перевернутые низом вверх.
При расстоянии свыше 9м по центру устанавливается еще одна дополнительная опора, которую строительные нормы позволяют устанавливать только на ж/б перекрытие.

Варианты решения «конькового» узла

На нижнее перекрытие. Это не самый востребованный метод, отнимающий часть полезного пространства и определяющий характерные порядки в проектировании. Зачастую его применяют в устройстве летних беседок, что позволяет использовать массивный несущий столб для устройства вокруг него общего стола, к примеру.
На балку перекрытия, уложенную на внутреннюю несущую стену. Чаще всего в малоэтажном строительстве фигурирует именно указанный вариант как наиболее рациональный. Иногда на балку укладывается лежень, к которому разумнее крепить подкосы, чтобы не ослаблять перекрытие.
На соединенные уголками верхние пятки центральных вальмовых стропилин. При указанном способе соединения на мауэрлат может передаваться распор. Потому каждая вальма оснащается стяжкой-ригелем.

Нюансы установки нарожников

Путем врубки в цельный брус, использованный для устройства накосной стропильной ноги.
Через опирание на прибитый вдоль нижнего края диагонали вспомогательный брусок.
Посредством банального прибоя двумя-тремя гвоздями размером 82мм, если к нарожникам не предъявляются повышенные требования по прочностным показателям.

Шаг установки как стандартных, так и укороченных стропилин утепленной крыши обычно равен ширине . Однако если верхние узлы крепятся гвоздями или врубками допустимо изменение шага, чтобы сместить верхние пятки смежных скатов относительно друг дружки.

Пример сооружения шатровой крыши

Установка опоры и вальмовых стропилин

Строить старотовую несущую часть стропильной системы будем следующим образом:

Устанавливаем стойку проектной высоты прямо в центре перекрытия. Для изготовления стойки используем брус 150×150мм. Перед креплением вертикальность весьма ответственной детали выверяем отвесом. Если все хорошо, крепим гвоздями и скобами. Чтобы в процессе строительства центральную опору не перекосило, фиксируем ее дополнительно парой временных распорок.
Изготавливаем шаблон стропилины согласно наслонному методу. Примеряем доску к балке перекрытия и к установленной опоре. Для опирания верхней пятки будет сделана врубка глубиной 5см. Поэтому для определения точной линии нижнего спила на балку нужно положить брусок аналогичной толщины, чтобы с его помощью без лишней мороки сразу отчертить все, что нужно.
По шаблону делаем только две противоположные стропилины, которые верхними спилами должны упереться друг в дружку. Монтируем их и крепим одним гвоздем, чтоб не беспокоили во время работы.
Проверенным путем следуем в изготовке и установке стропильных ног, расположенных в крест установленной паре. Верхний спил их обязан упираться в торец соединения первых стропилин.
После установки ноги сшиваются гвоздями между собой или соединяются с помощью металлических уголков.

Монтаж диагональных стропилин

Приступаем к изготовлению и установке диагональных стропильных ног:

Выбираем любой из углов смонтированной части каркаса и в его верху буквально методом «ручного» подбора, но с помощью рулетки находим место, равное двойной толщине стропильной доски. Отмечаем его карандашом.
Прикладываем к вершине нашей «пирамиды» обрезок доски с размерами, равными сечению материала, примененного в изготовлении центральных вальмовых стропилин. Одно из ребер обрезка должно проходить точно вдоль шнурки. Чертим линию вертикального спила и выполняем его.
С помощью строительного угломера замеряем углы между смежными уже установленными стропилинами. Полученный результат следует разделить пополам, т.к. в угол нужно поместить элемент, сшитый из двух досок.
Запиливаем под полученным в результате деления углом край обрезка доски справа или слева по вертикали. В результате получили шаблон верхнего узла диагональной стропилины. Если ранее все было сделано без нареканий, то запиленный обрезок сможет послужить еще семь раз. Если нет, то все равно послужит, но с некоторыми корректировками и подгонками по месту.
Сложив вместе или временно сшив гвоздем два верхних шаблона, нужно снова провести примерку и отметить по факту местоположение врубки, если нижний край диагональной стропилины будет пересекать край стойки. Если для ее монтажа не потребуется врубка, в этом проще убедиться заранее, чем потом возиться с подгонками на крыше.
Внизу к шнурке прикладываем опять же обрезок доски, совместив его ребро с нашим натянутым ориентиром. Совмещенное ребро должно повторять центральную ось углового выноса. Отмечаем линию нижнего запила. Корректируем по вертикали край, согласно «показаниям» карнизной доски.
Аналогично проводим работы по производству зеркально развернутой нижней пары.
Пользуясь шаблонами, изготавливаем обе части диагональной стропильной ноги, которые после установки нужно сшить между собой с шагом 30-40см в разбежку.

Изготовление и монтаж нарожников

По аналогии изготавливаем шаблоны с нижним и верхним запилом. Длину элементов замеряем по факту, согласно размерам и шаблонным сведениям изготавливаем нарожники и устанавливаем их. Остается устроить обрешетку, по которой производится , профилированного настила, шифера или другого типа покрытия.

Крыша конвертом для беседки

Первым делом устанавливаются диагональные стропильные ноги.
Затем на проектной высоте монтируются сдвоенные перемычки, выполняющие работу ригелей стропильных ферм и основания для устройства верхнего шатрового купола. В плане перемычки должны сформировать квадрат с четко симметричными сторонами.
Центральные стропилины вальм крепятся вверху к перемычкам, внизу к мауэрлату, в описываемом случае к обвязке веранды.
Без особой оглядки на ослабление будущей стропильной системы, размечаются точки установки нарожников. Хоть крепить их предстоит гвоздями, легкой конструкции не слишком навредит примыкание верхних спилов нарожников к диагоналям в одном или рядом расположенном месте.
Шаблон для выполнения нижнего спила можно сделать один для всей вальмы. Для безукоризненной постройки он может быть вообще в единственном числе. Шаблонов для верхних спилов будет несколько: для стропилин, прилегающих к перемычкам, для ног, примыкающих к узлам соединения перемычек с диагоналями, и для элементов, присоединяемых к диагоналям, спилы будут различными.

Шатровая кровельная конструкция состоит из треугольных скатов. Как правило, количество скатов равно четырем, но при желании владелец может менять их число. Главное, чтобы готовая конструкция была надежной и симметричной.

Внешне подобная кровельная конструкция похожа на шатер, за что и получила свое название. В составе крыши нет фронтонов, что дает возможность дополнительно сэкономить на строительных и финишных кровельных материалах. При условии грамотного обустройства такая крыша будет иметь привлекательный и оригинальный внешний вид.

Обустройство шатровой крыши требует от исполнителя наличия специальных знаний и навыков. С возведением шатровой кровельной конструкции можно справиться своими руками. Главное – правильно выполнить необходимые расчеты и строго следовать инструкции при выполнении каждого мероприятия.

Прежде чем отправляться в магазин за требуемыми материалами, ознакомьтесь с порядком выполнения расчетов и составьте проект кровли, подходящий конкретно для вашего случая.

Основные сведения

Традиционно в состав рассматриваемой крыши входит 4 наклонных ската.

Если основание конструкции имеет форму правильного квадрата, площадь конструкции рассчитывается путем умножения площади одного кровельного ската на 4.

Однако если основание системы имеет вид прямоугольника, то для начала надо определить суммарное значение площадей двух разных прямоугольников, а затем увеличить полученное число в два раза.

Для установления площади кровельного ската, представляющего собой равнобедренный треугольник, необходимо умножить длину основания фигуры на значение ее высоты, а затем увеличить полученное число в два раза.

При выполнении расчетов вам нужно узнать значение площади карнизных свесов, имеющих форму равнобедренных трапеций. Этот расчет выполняется путем умножения высоты фигуры ровно на 50% значения суммы длин оснований трапециевидной фигуры.

Расчет шатровой кровельной системы может выполняться двумя способами. Первый предполагает расчет с использованием значения высоты конька и длины основания кровельной конструкции. В соответствии со вторым методом расчета необходимо учитывать значение длины диагонального стропильного элемента, а также длину периметра основы.

Помимо этого, в процессе расчета необходимо обязательно обращать внимание на параметры разнообразных дополнительных компонентов, входящих в состав кровельной конструкции. К числу таких элементов относятся:

диагональные стропильные ноги;
лежни;
опорные брусья;
стойки;
мауэрлат и пр.

Пример выполнения расчета

Чтобы принцип расчета был более понятен, вашему вниманию предлагается простой пример выполнения основных расчетных мероприятий. Исходные данные:

габариты дома – 6х6 м;
длина диагонального стропила – 521 см;
высота конька – 297 см;
наклон кровельных скатов – 35 градусов;
ширина карнизного свеса – 600 мм.

По первому из упоминавшихся ранее двух способов определите значение высоты кровельного треугольника. Для этого используйте теорему Пифагора, в соответствии с которой для расчета квадрата высоты нужно отнять от значения квадрата длины кровельного ската половину ширины основания, также возведенную в квадрат.

В рассматриваемом примере расчет покажет, что квадрат высоты равен 4,24 м в квадрате. По простой формуле можно определить, что площадь одного треугольного ската будет составлять 12,72 м 2 .

Ввиду того, что основанием крыши является квадрат со стороной 6 м, рассчитанное значение площади нужно увеличить в 4 раза. В итоге вы определите суммарную площадь кровельных скатов, равную в данном примере 50,88 м 2 .

Определите площадь карнизного света. Значение длины более короткого основания трапециевидной фигуры вы уже знаете – 6 м. Для установления длины большего основания нужно использовать простейшую форму, актуальную для таких фигур.

В соответствии с расчетами длина большего основания составит 704 см, а площадь фигуры в результате будет равняться 4,76 м 2 .

Чтобы установить суммарную площадь свесов умножьте рассчитанное на предыдущем шаге значение на 4.

В итоге суммарная сумма шатровой кровельной конструкции составит 69,91 м 2 .

Что нужно знать о системе стропил?

Шатровая кровельная конструкция может возводиться с применением наслонной либо висячей системы. Окончательный вариант подбирается в соответствии с условиями конкретной ситуации.

К примеру, собственноручно справиться с монтажом висячих стропил довольно трудно, да и на ремонт такой конструкции будет уходить нерационально много времени. Такие стропила обычно обустраиваются в тех ситуациях, когда в доме нет внутренних стен, и стропила могут опираться исключительно на несущие стены конструкции.

Наслонные же стропила более просты и финансово выгодны в обустройстве. Система размещается на средней несущей стене, а также промежуточных опорных столбах, зафиксированных на железобетонном основании.

Наслонные стропила чаще всего применяются при монтаже четырехскатных кровельных конструкций с наклоном более 40 градусов.

Важно подобрать правильный вариант опоры для системы кровельных стропил. Если дом каркасный, крышу надо опирать на верхнюю обвязку. В случае с кирпичными и каменными строениями функцию опоры выполняет мауэрлат, а при обустройстве крыши дома из сруба кровельную систему фиксируют к верхним венцам.

Определите оптимальное сечение стропильных ног. Для этого необходимо знать ряд параметров, а именно:

шаг монтажа элементов стропильной системы;
наклон кровельных скатов;
предполагаемую снеговую, ветровую и прочие нагрузки;
величину пролета и пр.

Важно знать основные параметры элементов кровельной конструкции шатрового типа.

Так, если стропильные ноги имеют длину, не превышающую 300 см, стропила нужно размещать с шагом на уровне 110-135 см. Оптимальный диаметр бревна для такой ситуации составляет 100 мм, а размер доски – 100х80 мм.

Если стропильные ноги имеют длину в промежутке от 300 до 400 см, их нужно крепить на расстоянии 140-170 см. Для обустройства такой стропильной системы рекомендуется использовать бревна диаметром 150 мм либо доски размерами 100х90 мм.

Если стропила имеют длину в пределах 400-500 см, их нужно крепить с шагом в пределе 110-135 см, используя для обустройства конструкции бревна, имеющие диаметр 200 мм, а также доски размерами 200х80 мм.

При обустройстве системы стропил из элементов длиной не больше 650 см стропила нужно размещать с шагом в пределе 110-140 см, используя для обустройства конструкции бревна диаметром 240 мм либо доски габаритами 220х120 мм.

Для обустройства прогонов используйте брус 100х50 мм либо бревна диаметром 160 мм.

Мауэрлат традиционно возводится из бруса 100х50 мм либо бревна диаметром 120 мм.

Стойки, ригели и подкосы делаются из бруса сечением 100х50 мм либо бревен диаметром 120 мм.

Важно, чтобы стропильные ноги имели строго одинаковую длину, а нарожники были состыкованы вразбежку.

Наиболее распространенный наклон скатов шатровых кровельных конструкций выдерживается в промежутке 40-60 градусов, однако в зависимости от параметров финишного кровельного материала уклон может несколько изменяться. Зависимость следующая:

при использовании черепицы уклон выдерживается в пределах 30-60 градусов;
при использовании листовых кровельных материалов и материалов на основе асбестоцемента уклон будет находиться в промежутке от 14 до 60 градусов;
при использовании рулонных материалов величина уклона составит 8-18 градусов.

Порядок монтажа крыши

Процесс обустройства шатровой кровли включает несколько этапов.

Первый этап

Составьте проект конструкции и сделайте необходимые расчеты в соответствии с приведенными ранее рекомендациями.

Второй этап

Купите требуемое количество материалов с учетом габаритов и характеристик, утвержденных проектом.

Третий этап

Уложите мауэрлат по всей длине строения. На него будут установлены стропильные ноги.

Если дом построен из кирпича, мауэрлат лучше всего укладывать по внутренней части стен. В данном случае между мауэрлатом и стеной необходимо проложить влагоизоляционный материал. Для гидроизоляции достаточно часто применяется рубероид. Чтобы стропильные ноги не провисали, нужно смонтировать решетку с соответствующими параметрами.

Если дом построен из дерева, с функциями мауэрлата в большинстве случаев сможет справиться верхняя часть сруба.

Четвертый этап

Установите опорную балку для стропил (прогон) вверху стропильной конструкции. Опорная балка должна быть размещена параллельно по отношению к мауэрлату. Рекомендованное расстояние между двумя упомянутыми элементами – до 450 см.

Пятый этап

Выполните монтаж диагональных связей, раскосов и подкосов.

Для изготовления диагональных связей обычно используются доски 250-450 мм. Их необходимо прибить к основе стропильной ноги.

Вам нужно обустроить запланированное количество скатов (обычно их 4). На этом этапе работайте в соответствии с имеющимися у вас чертежами.

Шестой этап

Теперь вы осведомлены в основных особенностях шатровой кровельной конструкции, знаете, в каком порядке выполняется расчет системы, какими должны быть ее основные элементы и в какой последовательности выполняется непосредственно обустройство крыши. Следуйте инструкции, одновременно ориентируясь на положения имеющегося проекта, и все обязательно получится.

Удачной работы!

Видео – Шатровая крыша своими руками

Иногда двухскатная крыша выглядит скучно и разрушает гармонию архитектурного стиля, поэтому дизайнерам приходится изобретать что-то более оригинальное. Один из таких вариантов с «изюминкой» — кровля шатрового типа. Изящная симметричная конструкция с одной стороны кажется простой, но в то же время поражает своей экзотичностью, отсылающей к эстетике востока или северным юртам.

Кровельные мастера советуют отказаться от самостоятельного возведения шатровой крыши в том случае, если вы не уверены в высоком уровне строительных навыков и опыте. Самый простой вариант – доверить проектные работы и монтаж профессионалам. Однако ничто не помешает вам разобраться в том, как устроена шатровая крыша и ее стропильная система, чтобы оценить возможность строительства своими силами.

Особенности конструкции

Шатровая крыша, конструкция которой может состоять из четырех и более скатов, в классическом варианте рассматривается как вид четырехскатной. Количество скатов зависит от геометрической формы основания крыши. Если перекрывают сооружение в виде квадрата, то их будет четыре, а если оно круглое, то их может быть пять-шесть и даже больше, главное условие, чтобы они были одинаковы по форме и размеру.

Конструкция шатровой крыши состоит из следующих частей:

Шатровая крыша конструируется, опираясь на принцип симметричности. Поэтому максимальной гармонии можно добиться, когда в качестве основания для нее используют круглое или квадратное сооружение. Для прямоугольного дома также можно построить шатровую крышу, однако это гораздо сложнее, чем если возводить вальмовую.

Преимущества

Шатровая крыша достаточно сложна в проектировании и трудоемка в монтаже, но, посмотрев на окружающие дома, можно увидеть, что она весьма популярна. Использование в проектах конструкции шатровой крыши дизайнеры объясняют ее преимуществами:

Превосходные аэродинамические свойства, позволяющие шатровой крыше противостоять шквалистым и даже ураганным порывам ветра, без опасения срывания кровельного материала и обрушения чердака.
Конструкция шатровой крыши с ее крутыми скатами позволяет забыть о таком малоприятном, рутинном мероприятии, как очистка кровли от снега.
Шатровая крыша оставляет возможность обустройства просторного, жилого мансардного помещения. Однако ввиду отсутствия фронтонов, придется устанавливать дорогостоящие мансардные окна, которые монтируются прямо на скат.
Оригинальный дизайн выделяет дома с шатровой четырехскатной крышей из рядов однотипных проектов с двухскатной треугольной кровлей.

Устройство стропильной системы

Стропильная система шатровой крыши – каркас на котором она держится, ее основа. В зависимости от выделяют висячую и наслонную разновидность. Висячие стропила опираются на две точки – мауэрлат и коньковый узел, а наслонные имеют дополнительную опору на вертикальную стойку, которую устанавливают на внутреннюю несущую стену. Выбор вида стропильной системы шатровой крыши зависит от планировки и площади дома.Опытные проектировщики кровли не рекомендуют использовать наслонную системы, если угол наклона скатов превышает 40 градусов.

Она состоит из следующих элементов:

Стропильную систему можно изготовить из металла или дерева. Дерево более дешевый, простой в обработке материал, однако он нуждается в предварительной обработке антисептиком, антипиреном для защиты от гниения и возгораний.

Нюансы конструирования

Устройство шатровой крыши начинают с проведения расчета и создания рабочего проекта. Помочь с этим могут не только архитекторы, но также специальные компьютерные программы. Они вычисляют угол наклона скатов, высоту конькового узла, сечение элементов каркаса.

Крыша шатрового типа способствует рациональному распределению тепла в доме, защищает от дождя, препятствует образованию снежной шапки, а также подходит для ажурной беседки, монументального респектабельного коттеджа!

Видео-инструкция

Возведение шатровых крыш действительно считается самыми сложными и трудоемким процессом. Но одновременно он признан и самым привлекательным из всей группы скатных конструкций, ведь недаром ее пирамидальными формами украшали строения замков, дворцов и церквей. Никто не спорит, что монтаж одно или двускатной крыши значительно проще и занимает гораздо меньше времени. Тем не менее, некоторым застройщикам трудно удержаться от соблазна придать своему дому неповторимый облик, используя архитектурные приемы. К тому же за всю историю строительства скатные крыши доказали свое превосходство над плоскими конструкциями практичностью и долговечностью.

Шатровая четырехскатная крыша является разновидностью вальмовой, с той лишь разницей, что в ней отсутствует коньковый прогон. Как раз эта отличительная особенность и есть тот «краеугольный камень», который многократно усложняет монтаж, поскольку на практике достаточно затруднительно работая на высоте, соединить все основные элементы конструкции в одну точку, однако все по порядку.

Стропильная система

Стропильная система четырехскатной шатровой крыши (рис.1) состоит из следующих частей:

1 – мауэрлат, опорный брус, который воспринимает на себя нагрузку от веса кровельной конструкции;

2 – лежень, представляет собой брус, расположенный в плоскости основания стропильной системы. Он служит опорным элементом для подкосов и стоек, поэтому его укладывают на несущие перегородки или на специальные кирпичные стойки, их размещают в области перекрытия. Не возбраняется укладка лежня непосредственно на перекрытие, в этом случае очень важно выдержать горизонтальность детали, поскольку это упростит процесс установки прогонов и стоек.

3 – диагональные или еще их называют накосные стропила, ими собственно и отличаются вальмовые крыши от других конструкций. Они являются основными ребрами жесткости всей конструкции, поэтому от их прочности и надежности будет зависеть устойчивость всей крыши.

4, 5 – еще один элемент, который встречается только в четырехскатных крышах, нарожники. Это укороченные стропила, которые верхней частью опираются на диагональные звенья конструкции, а нижней – на опорный брус. Различают центральные и промежуточные нарожники. Центральный – совпадает с высотой треугольника ската крыши и устанавливается под прямым углом к мауэрлату (поз.4 рис. 1). Остальные называются промежуточными и устанавливаются параллельно центральному.

6 – шпренгель (поз.б, рис. 2) или шпренгельная ферма(поз.а, рис. 2). Дополнительная опора для увеличения несущей способности накосных стропил. Вертикальная стойка крепится к основанию с помощью стальных нагилей и прямых скоб.

7 – стойки, выполняют ту же роль, что и подкосы, шпренгели и т.д.

Далее соблюдая масштаб, вычерчиваются контуры строения, и подбирается высота крыши. Каких либо четких правил в соразмерности стен дома и кровли не существует, тут уже каждый руководствуется чувством пропорциональности и своим вкусом. Как правило, угол наклона скатов варьируется в пределах 35 – 500, но надо помнить, что чем положе крыше, тем медленнее будет происходить с нее сход снега и дождевой воды, а значит, увеличивается риск пагубного влияния влаги во время эксплуатации. Чрезмерно высокие конструкции сложны в исполнении, а необходимость в дополнительных подкосах, стойках и ригелях приводит к неоправданному удорожанию работ. Кстати, не всегда стоит доверять расхожему мнению, что выбирая вариант четырехскатной крыши вы экономите на материалах из – за отсутствия фронтонов. К примеру, наличие капиллярной канавки в листах металлочерепицы, не позволяет использовать остатки на противоположной стороне крыши, что приводит к перерасходу кровельного покрытия и соответственно к дополнительным затратам. Поэтому, прежде чем остановить свой выбор на той или иной кровле, предварительный стоит сделать хотя бы приблизительный сравнительно – стоимостной анализ с учетом затрат на обрешетку, на расчетное количество покрытия и сопутствующую фурнитуры (ее стоимость порой составляет 30 – 45% от стоимости самого кровельного материала).

Расчёт элементов

После выбора формы крыши, производятся расчеты всех элементов стропильной системы. Поскольку в основном конструкция состоит из правильных геометрических фигур (прямоугольник, равнобедренный треугольник), то с помощью известной теоремы Пифагора все расчеты можно выполнить самостоятельно. Пример расчетов крыши показанной на рис. 3 приведен ниже. Согласно чертежа, мы имеем четырехскатную крышу, высота скатов одинакова, при условии, что в основании лежит квадрат. В случае если в плане дом представляет собой прямоугольник, то угол наклона скатов будет неодинаков, важно подобрать такое сочетание чтобы не утратилась внешняя привлекательность. На рисунке представлен первый вариант,

Lc – длина диагональных стропил;
h – длина карнизных свесов;
ао – высота крыши;
D – угол наклона скатов;
ebcf – карнизный свес.

Для того чтобы найти площадь ската нам потребуется известные значения подставить в формулу

S ската = (Lbc x ad)|2

Карнизные свесы проекции имеют форму трапеции, площадь их поверхности вычисляем следующим образом

S свеса = (Lbc + Lfe)|2 x dk

Поскольку все скаты имеют одинаковый угол наклона, общую площадь можно найти путем умножения площади одного ската на 4

S поверх.крыши = (S ската + S свеса) х 4.

В принципе, зная размеры основания дома и угол наклона скатов, можно определить величину любого элемента.

По завершению работ умственного труда, можно приступать к изготовлению элементов конструкции согласно расчетным данным. Хотелось бы обратить внимание, что разметку стропил рекомендуют вести по нижнему поясу, это сведет к минимуму количество ошибок при монтаже. А вот угол лучше отбивать с помощью шаблона и по средней линии, поскольку на искажение разметок может повлиять разница в сечении бруса, на обычном пиломатериале эти отклонения могут быть ± 15 мм. Так же в последнее время в качестве накосных стропил стали использовать металлопрофиль, в этом случае нужно будет уделить особое внимание утеплению крыши, т.к. тепловодность металла многократно выше древесины.

На рисунке 4 изображен план диагональной стропилы из дерева. Контур выемки для установки на мауэрлат производится так же с помощью шаблона.

Зачастую длина стропильных ног превышает размеры стандартных заготовок, удлинение до нужной величины производится путем наращивания доски или бруса доборными элементами. Стыковые соединения делаются внахлест, с выборкой четверти от толщины изделия на длину крепления. Так же используют способ косого прируба, с последующим закреплением болтами. В местах стыка обязательно устанавливаются стойки или подкосы, которые будут препятствовать прогибу во время эксплуатации крыши.

Способы сборки

Существует несколько способов сборки стропильной системы шатрового типа. Основное отличие заключается в наличие или отсутствие центрального столба. В первом варианте он использовать как составная часть конструкции, во втором, играет роль вспомогательного элемента. В любом случае соединение стропил в одну точку очень трудоемкая и кропотливая работа, и основная сложность состоит в подгонке диагональных стропил в верхней части конструкции. Можно предложить массу схем соединения стропил, но все таки будет лучше если вы это сделаете в индивидуальном порядке, с учетом всех параметров, которые могут повлиять на несущую способность крыши. В качестве примера предлагаем несколько вариантов

При опирании на столб процесс монтажа менее трудоемок и может быть выполнен самостоятельно. Вначале выставляются попарно противолежащие накосные стропила, крепятся к опоре, а затем собираются остальные элементы конструкции. Некоторые мастера утверждают, что можно еще больше упростить задачу, начав монтаж не с диагональных, а с центральных стропил. Такое изменение последовательности не нарушает хода работ, но однозначно облегчает ее.

Сборка стропильной системы без центральной стойки предусматривает предварительное соединение двух стропил на земле и привлечение подъемной техники.

Хотелось бы отметить еще несколько важных моментов, это особенность соединения диагональных стропил с нарожниками и усиление мауэрлата и накосных. Для компенсации сил, действующих на элементы конструкции, схема крепления предусматривает расположение промежуточных стропил в разбежку. Чтобы не уменьшить сечение опорного бруса (мауэрлата) и диагональных стропил и тем самым не снизить их несущую способность, не рекомендуется производить врубки в теле древесного массива. Поэтому специалисты советуют шатровые крыши монтировать по типу наслонных.

Чтобы не ослабить жесткость диагональных стропил (рис.5), их

Своими руками стропильная система вальмовой крыши. Что представляет собой вальмовая крыша

Самая незамысловатая вальмовая крыша выполнена в виде каркаса с четырьмя скатами: двумя треугольными торцевыми, называемыми вальмами, и двумя фронтальными трапециевидными плоскостями. Все скаты укладываются от конькового элемента до карниза, при этом большей площадью и длиной ската обладает фронтальная поверхность.

Помимо стандартного исполнения, существуют полувальмовые кровли, применяемые, как правило, для создания дизайна в голландском стиле. Этот вариант предусматривает монтаж карнизов фронтальных скатов существенно ниже торцевых. Такую крышу целесообразно возводить при обустройстве мансардного помещения в качестве жилой площади.

Все четыре ската вальмовой крыши сходятся на коньковом брусе, который имеет меньшие размеры, чем на двухскатных кровлях

Монтаж вальмовой крыши осуществляется на основе сборки узлов и элементов, которые присутствуют и в конструкциях более сложных кровель.

Основной каркас конструкции собирается из следующих элементов:

Для изготовления боковых стропил и промежуточных систем заготавливаются доски сечением 50×150 мм. При устройстве конструкции следует помнить, что крайние стропила должны иметь в вершине меньший угол, чем промежуточные.
Установку коротких стропильных ног выполняют к угловому стропилу, а не к коньку, при этом их угол наклона должен быть таким же, как и у промежуточных деталей.
Для коньковых элементов подбирают материал того же сечения, что и для стропил.

В каркасе вальмовой крыши принято выделять центральные и промежуточные стропила. Центральными называются элементы, стыковка которых выполняется на углах конькового бруса с трёх сторон. Промежуточные стропила находятся между центральными и соединяют конёк с мауэрлатом, образуя карниз.

Центральные стропила сходятся на коньковом элементе с трёх сторон

Дополнительными, но не менее важными при строительстве вальмовой крыши являются следующие факторы:

Для поддержки конька в местах соединений двух стропильных деталей и коньковой балки обычно ставится стойка. Если под кровлей будут устраиваться жилые помещения, то стойки можно заменить подпорками, а в некоторых случаях вообще убрать.
Для упрочнения конструкции стропил применяется затяжка, которая, как правило, одновременно является балкой перекрытия.
Затяжки укрепляют стропильную ферму и одновременно являются балками перекрытия
Верхняя часть стен и промежуток подкровельного пространства надёжно защищается от попадания осадков благодаря увеличенному свесу за счёт монтажа к ногам стропил «кобылок».
С ветреной стороны постройки к стропилам крепится ветровая балка, при необходимости её монтаж допускается на обоих скатах трапециевидной формы.
Вальмовая кровля — единственная конструкция, которая оборудуется нарожником или короткой стропильной ногой, установленной к угловому стропилу.
Мауэрлат, будучи необходимой деталью любой стропильной системы, в вальмовой кровле сооружается в виде бруска и крепится по периметру всего здания.
Мауэрлат закрепляется на верхнем торце несущих стен по всему периметру здания и служит для связи каркаса дома с кровельной системой
Чтобы снять нагрузку, оказываемую на стены, и придать системе большую жёсткость, между двумя соседними элементами мауэрлата укрепляется диагональная перемычка — шпрендель.
Угол наклона подкосов выбирается в зависимости от того, будет ли мансардное пространство оборудовано под жилплощадь.
Диагональные стропила вместе с ребром могут монтироваться как с одного торца кровли, так и с двух её сторон, при этом выбор зависит от возводимой конструкции.
Прогон — промежуток между точками крепления стропил к коньку, величина которого определяется от вида материала и того, какая нагрузка воздействует от снежных масс на дом в регионе строительства.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками пошагово. Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Двускатная крыша пользуется большой популярностью, так как ее возведение считается относительно простым и быстрым этапом в строительстве дома. Разные виды двускатной кровли позволяют выбрать подходящий вариант для конкретной постройки. Поставить такую кровельную конструкцию не составит большого труда, если имеется даже небольшой опыт в строительстве, но в одиночку, конечно, не справиться. Все работы выполняются поэтапно, с учетом особенностей такой крыши.

Особенности

При возведении двускатной крыши устанавливается стропильная система и основные детали кровельной конструкции. Сюда относится каркас (в виде стропил с подкосами), мауэрлат. Делают их из качественной древесины – это брусья 150х150 мм и доски сечением 50х150 мм. Традиционными считаются двускатные крыши симметричного типа, имеющие прямые скаты (щипцовая кровля). Угол наклона скатов такой кровли доходит до 45 градусов, что позволяет избежать нагрузок на конструкцию (например, при снегопадах и ветре).

Другие виды двускатной кровли, например, с ломаными скатами, позволяют оборудовать мансарду под крышей. В этом случае скаты сверху кровли представляют собой более пологие откосы, а снизу – с резким уклоном. Ломаная двускатная крыша должна возводиться на более сложную и прочную конструкцию. При строительстве несимметричной кровли конек крыши выполняется со смещением от центра. Делается это с учетом конструктивных особенностей здания.

Виды

Каркасная конструкция двускатной крыши может быть:

наслонной;
висячей.

Характерно, что в большинстве строений используется стропильная система наслонного типа, внутри которой есть несущие стены. Каркас, таким образом, служит промежуточной опорой. При ширине крыши не больше 10 м обычно используется одна опора. Крыша шириной больше 10 м имеет несколько пропорционально расположенных опор. Каркас в виде стропильной системы висячего типа возможен в том случае, когда строение может обойтись одной опорой, не имея внутренних несущих стен. Такая кровля выстраивается из двух поясов – верхнего (два стропила), нижнего (жестко соединенные затяжки). Опираются стропила на мауэрлат, а концы стропил выходят на наружные стены.

Двускатная ломаная кровля может иметь усиление в виде опорных рам, которые не дают провисать наклонной крыше. Так можно получить более прочную конструкцию. Висячая ломаная крыша имеет дополнительные опорные рамы, к которым устанавливаются стены мансарды. Опорная рама, которая расположена под несущей стеной внутри, берет на себя часть нагрузки, что позволяет немного облегчить конструкцию кровли.

Устройство шатровой крыши своими руками стропильная система. Шатровая крыша: конструкция и чертеж

Во время строительства загородного коттеджа или домика в деревне мы часто задаемся вопросом, как сделать шатровую крышу? Сегодня это наиболее популярный вариант кровли. По конструкции шатровая крыша представляет собой шатер. При этом можно выделить как положительные, так и отрицательные стороны устройства такой конструкции. Отметим, что для сооружения кровли необязательно прибегать к помощи специалистов. Можно вполне осуществить устройство шатровой крыши своими руками. Но для этого необходимо самостоятельно произвести все расчеты. Немаловажно также ознакомиться и с конструкцией стропильной системы дома. В этом может помочь наш сайт, где вы сможете найти фото проекты домов с шатровой крышей. Шатровая кровля крепится по аналогии с другими конструкциями. При желании, вы всегда можете обратиться за помощью к своим друзьям – лишние рабочие руки не помешают.

Главное достоинство крыши – аэродинамика (противостояние шквальному ветру). Потоки воздуха как бы соскальзывают по скатам и не причиняют вред чердачным помещениям.

При этом сразу выделим недостаток – сложный каркас и его монтаж. Конструкция шатровой крыши – это пирамида квадратным или прямоугольным основанием. В первом случае речь идет о скате, имеющим 4 треугольника. Во втором случае – о 2-х треугольных и 2-х трапециевидных скатах. Треугольные скаты еще называют вальмой. Они, вместе с трапециевидными скатами, опираются или выходят за стены дома.

Устройство вальмовой крыши своими руками стропильная система. Вальмовые крыши: устройство стропильной системы

Сложно назвать более важную часть здания, чем крыша. Её выбирают с учетом погодных условий и материалов, которые должны обеспечить ей долговечность и надежность. Само собой разумеется, что привлекательность внешнего вида кровли тоже играет не последнюю роль. При всем разнообразии сегодняшнего выбора необычность крыш вальмового типа заслуженно ставит их на одно из первых мест по приданию привлекательности любому из частных домов.

Что это такое?

Вальмовая крыша состоит из двух наклонных поверхностей, которые имеют формы трапеций, плюс пару скатов меньшей длины, которые выполнены в форме наклонного треугольника.

Основные сложности при обустройстве традиционных вальмовых крыш приходятся на стадию возведений стропильных конструкций, которые состоят из накосного, рядового и наружного стропил.

Вальмовые кровли прекрасно сопротивляются ветровой нагрузке и в общем обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

На стадии проектировки нужно соответствие:

выбора оптимального материала для обустройства кровельной конструкции;
определения интенсивности осадков, характерных для места постройки;
установки средних и максимальных показателей сопротивления ветрам.

Учитывая приведенные выше показатели, можно рассчитывать оптимальное значение угла наклона скатов и высот кровельной конструкции.

Чтобы выполнить расчеты и составить проект, можно воспользоваться услугами специалиста или подобрать проекты в открытом источнике. Имея должные навыки, упомянутые мероприятия проводятся самостоятельно.

Особенности

Крыша, про которую идет речь, сконструирована своеобразно. Больший скат используется на любой крыше, но короткий делает такую конструкцию достойной внимания.

Конструкция кровельной системы такова, что скаты не компенсируют вертикальную проекцию здания в длину, а остающаяся свободная площадь заполнена при помощи двух коротких вальм.

Если пробовать составить схему вальмовой кровельной конструкции самостоятельно, нужно пользоваться разметочной рейкой и таблицами Пифагора.

Опорой для стропил крыши вальмового типа служит так называемый «мауэрлат» и коньковые балки.

Состав кровельного «скелета» следующий:

Опорное основание (мауэрлат). Изготавливается из бруса 100х150 мм либо 150х150 мм. Это зависит от конструкционных особенностей дома. Крепеж мауэрлата в горизонтали обеспечивается четырьмя укосинами, которые придают всей структуре жёсткость. Мауэрлат изготавливают из толстого бруса и крепят к верхнему торцу стены с помощью шпильки либо нагеля.
Стойки устанавливают вдоль центральной оси перекрытий по их длинным сторонам и укрепляют с помощью временных подпорок. Впоследствии к ним крепят коньковые брусы. Высоту их выбирают в зависимости от углов наклона ската. Соответственно, стойки тем выше, чем меньше углы между стропильными ногами.
Коньковый брус – это верхние горизонтальные перекладины, которые лежат на стойке и служат в качестве опор стропил. Коньковые брусы крепят к стойке, они служат опорами основного стропила.
Основное стропило имеет опору на мауэрлате и коньковом брусе и закреплено на них специальными стальными оцинкованными пластинами.
Диагональное , или накосное стропило идет от конца коньковых брусов к углу зданий. Временное крепление стойки убирают, когда все диагональные стропила установлены.
Нарожник крепится снизу к мауэрлату, а сверху – к накосным стропилам. Используются как продолжение плоскости основного ската. Имеют промежуточные расстояния, как и между стропилом.

Каркасный дом своими руками стропильная система. Как устроена стропильная система

Качество кровельной системы – залог надежности и долговечности всего дома. Чтобы сделать все правильно и не создать дополнительных проблем в процессе возведения и после, нужно руководствоваться нехитрыми советами. Вначале рассчитайте общую площадь кровли, чтобы знать количество материала. Определитесь с сечением.
Толщина досок для работы зависит от сложности конструкции и климатических нагрузок в регионе. Если зимой выпадает большое количество снега, то крышу делают из бруса самого толстого сечения. Необходимо определиться со способом соединения. Учитывая эти факторы, работу по строительству кровли лучше доверить специалистам.

Возведение вальмовой кровли пройдет быстрее и с наилучшими результатами при приобретении готовой конструкции. Для этого на площадку приглашают специалистов, которые рассчитав все параметры кровли, изготовят несущие элементы на предприятии. Вам только понадобится правильно собрать их на месте.

Кровельная конструкция в любых проявлениях будет очень тяжелой. Поэтому надежной опорой случат только готовые стены каркасного дома. Под готовностью подразумевается уже смонтированные и укрепленные укосинами вертикальные стойки каркаса. Дополнительно их соединяют между собой брусом верхней обвязки, и со всех сторон обшивают стружечными плитами. Стены должны быть также финальной готовности. Их тоже обшивают плитами ОСП, для большей прочности. Только такой каркас может считаться надежной опорой для кровли любой сложности.

Внимание! Нельзя заниматься декоративной отделкой до сборки кровли, все манипуляции по наведению красоты, после обустройства системы.

Основные элементы крыши – это мауэрлат, конек, стропила и обрешетка. К домам, построенным по каркасной технологии, есть только одно дополнение.
Обрешетка может быть сплошной. Вместо укладки досок, используется зашивка, теми же плитами ОСП или листовой фанерой пропитанной антисептиками для защиты от влаги.

Видео вальмовая крыша своими руками. Стропильная система. Часть 2

Каркас фермы вальмовой крыши — Myrooff.com

Вальмовая крыша — это вид крыши, горки которой имеют пологий уклон и имеют тенденцию опускаться к стенам. Вальмовые крыши требуют чрезвычайно сложной системы стропил и стропил. У такой крыши нет ни вертикальных скатов, ни фронтонов. Хотя в наши дни этот вид крыши чаще всего встречается в коттеджах и бунгало, шатровая крыша широко используется в самых разных архитектурных сооружениях.

Чтобы полностью понять систему стропильных ферм вальмовой крыши, мы должны внимательнее рассмотреть различные виды ферм, используемых в шатровой крыше.

Усеченная стандартная ферма : имеет форму стандартной фермы, но ее верхняя часть обрезана, так что наклон подходит к верхней части бедра.

Ферма с усеченной балкой : Основная ферма, лежащая на бедре, известна как ферма с усеченной балкой. Он несет вес внешних тазобедренных ферм вместе с весовыми фермами, домкратом и тазом. Следовательно, это самая прочная из усеченных ферм, поскольку она должна выдерживать все нагрузки.

Ферма бедра : Ферма бедра отвечает за формирование линии бедра на крыше. Бедренная ферма, хотя и не сильно отличается от полукруглой, имеет удлиненный верхний пояс, который заканчивается верхом бедра.

Домкратная ферма : Домкратная ферма входит прямо в тазобедренную ферму. Так же, как и поясная ферма, она имеет расширенный верхний пояс, который соединяется с бедренной балкой.

Ферма на ходу : это ферма, которая соединяется с тазобедренной фермой без какого-либо удлинения верхнего пояса.

Ножничная ферма : Это модифицированная ферма, созданная для потолка с уклоном. У них одинаковый угол наклона потолка по обе стороны от вершины.

Ферма колокола : Эта ферма чаще всего встречается на домах Федерации. Верхний аккорд имеет 2 различных высоты звука, а нижний — внутренний дворик или балкон.

Ферма тетивы : Они в основном используются в коммерческих зданиях, где верхние пояса спроектированы так, чтобы уступать место изогнутой крыше.

Консольная ферма : Это может быть любая другая ферма при условии, что точка опоры находится в пределах пролета, а не на пятке.

Отрезанная ферма : Это могут быть любые фермы, но без каблука.

Половина фермы : Это полная ферма, отрезанная от вершины.

Обрамление вальмовой крыши:

Теперь, когда мы знаем названия всех различных видов ферм вальмовой крыши, давайте перейдем к более важному аспекту нашей статьи, а именно.планы стропильных ферм вальмовой крыши.

Обрамление ферм вальмовой крыши — непростая задача, но если у вас есть подходящие инструменты и правильное руководство, создание вальмовой крыши может оказаться простой задачей.

Как и двускатная крыша, вальмовая крыша также состоит из обычных стропил вместе с домкратами и шатровыми стропилами. Обрамление вальмовой крыши может быть дороже, чем установка остроконечной крыши, поскольку вам нужно оплатить трудозатраты на создание вальмовой рамы.

Это не только улучшает внешний вид, но и делает здание более устойчивым к ветру.

ПЛАН ФЕРМЫ ВИНТОВОЙ КРЫШИ

Первоначальный этап создания каркаса этой крыши мало чем отличается от остроконечной крыши. Этот этап предполагает поиск прогона обычного стропила. Это позволило бы строителю разместить балки потолка рядом с домкратом и общими стропилами.

Например, предположим, что нам нужно построить вальмовую крышу для здания размером 12х28 футов. На этом этапе мы займемся не уклоном крыши, а ходом общих стропил.

Итак, мы должны начать с измерения точной ширины здания, чтобы найти пробег обычного стропила.

Следовательно, в данном случае мы будем использовать стропила диаметром 12 дюймов. Воспользуйтесь калькулятором мастера строительства и введите 12 футов. Теперь вычтите толщину коньковой доски, разделенную на 2.

Это будет примерно 5 футов 11 ¼ дюйма длины обычного стропила. Теперь, когда вы знаете длину обычных стропил, вам нужно измерить внешние углы дома, где должны быть размещены вальмы.

После того, как вы выложите общие стропила, вам нужно будет разместить балки потолка рядом с местом, где будут размещены стропила. Можно оставить концы балок потолка открытыми до тех пор, пока не будут установлены вальмовые стропила.

Строительство вальмовой крыши:

Первое, что вам нужно сделать, это установить коньковую доску. После того, как вы установили гребневую доску, вы узнаете расположение бедер.

Вам понадобится минимум 3 плотника, чтобы установить эту доску на крышу.Кроме того, вам необходимо правильно обрезать 6 обычных стропил и расположить их близко к месту их конечного назначения.

В то время как 2 плотника должны располагаться в центре здания рядом с местом, где заканчивается доска, третий плотник должен передать имущество плотникам посередине.

Теперь вы можете начать с крепления одного стропила наверху стены рядом с балкой потолка. Плотник посередине должен помочь вам удерживать верхнюю часть в желаемом месте.

Теперь пройдите в противоположную сторону дома и сделайте то же самое. Плотнику, работающему посередине, необходимо, чтобы отвесы лежали вместе и выдерживали нагрузку.

Этот процесс также необходимо повторить с 3-м плотником на противоположной стороне коньковой доски.

Плотник, работающий за пределами стены, должен передать коньковую доску другим, работающим посередине. Он также может помочь им соскользнуть между общинами и прибить их вместе.

Королевские общие стропила теперь можно разместить на концах коньковой доски, чтобы зафиксировать конек в окончательном положении. Теперь можно приступить к установке вальмовых стропил.

Эту работу обычно могут выполнять 2 плотника, но опять же, это зависит от размера здания. Всегда начинайте с забивания основания. В это время вы можете установить оставшиеся общие ресурсы, чтобы дать фору хип-домкратам.

Hip Jack Rafters:

Выпрямите домкрат с помощью веревки и временной распорки перед установкой стропил домкрата.

Домкратные стропила необходимо прибить к противоположной стороне тазобедренного стропила, чтобы оно оставалось вертикальным. Последний шаг заключается в установке фасции перед наложением интродьюсера.

Сборные фермы вальмовой крыши

Однако, если вы хотите избежать всех этих сложностей, вам следует просто выбрать готовые фермы вальмовой крыши.

В большинстве новых домов в США для каркаса используются промышленные стропильные фермы. Они предназначены для замены потолочных балок и стропил, необходимых для традиционного каркаса.

Это не только увеличивает скорость и точность, но и помогает сэкономить на расходах. Любой современный строитель посоветует вам использовать сборные фермы вальмовой крыши, так как их намного проще возвести и в результате значительно меньше затраты.

Преимущества сборных ферм вальмовой крыши:

Во-первых, готовые фермы вальмовой крыши перекрывают большее расстояние и могут обойтись без наличия внутренних несущих стен.

Во-вторых, сборные фермы вальмовой кровли намного дешевле, чем каркас крыши, так как они бывают небольшими отрезками, составляющими 2/4 запаса.Это отличается от огромных элементов каркаса, используемых для обычного обрамления потолков и стропил.

Сборные фермы можно легко спроектировать для всех типов потолков или крыш, используемых в большинстве современных домов.

Сборные фермы вальмовой крыши созданы и спроектированы инженерами таким образом, чтобы они могли выдерживать нагрузку на крышу в соответствии с требованиями строительных норм.

Готовые фермы вальмовой крыши можно легко смонтировать за один день. Это приводит к сокращению расходов и, конечно же, к гораздо меньшим хлопотам.

Наконец, даже новички могут быть привлечены для установки этих ферм, что еще больше снизит ваши затраты на рабочую силу.

Преимущества вальмовой крыши:

Единая облицовка со всех сторон обеспечивает возможность установки водостоков по всему зданию.
Они подходят для жаркой тропической погоды, так как обеспечивают тень со всех сторон.
Поскольку все 4 стороны крыши расположены под углом, это способствует лучшему дренажу и исключает возможность застаивания воды на крыше.
Аэродинамический дизайн этой крыши делает ее идеальной для ветреных и штормовых мест.

Обрамление шатровой крыши стало проще — прекрасное жилищное строительство

Сводка: Строитель из Северной Каролины Джон Кэрролл анализирует процесс строительства шатровой крыши и обсуждает свою технику переосмысления этой сложной конструкции. Используя в качестве примера крышу небольшого флигеля, Кэрролл сначала находит шесть общих стропил, а затем использует таблицу множителей стропил для определения длины обычных стропил.Затем он определяет длину и длину вальмовых и домкратных стропил. К статье прилагаются полноцветные иллюстрации, в которых подчеркивается, как Кэрролл снимает шатровую крышу.

Обрамление вальмовой крыши — головная боль для большинства плотников, но не обязательно. Этот процесс стал для меня намного проще, когда я понял, что основная проблема при строительстве вальмовой крыши — это планировка, а не математика. А ключ к разметке — точно знать, где начинать и где заканчивать измерения.

В моем подходе все измерения проводятся по нижнему краю стропила, от короткой точки до короткой точки.Я не так научился это делать, но как только я начал думать о нижней плоскости стропил вместо верхней (или вместо какой-то теоретической средней линии), все встало на свои места. Потому что я измеряю и размечаю нижнюю часть стропил, где я отмеряю, и где отрезаю; а поскольку шагов меньше, меньше шансов на ошибку.

Еще одно преимущество моего подхода состоит в том, что мне не нужно опускать бедро, потому что я использую пиломатериалы одинаковых размеров для всех стропил и выравниваю нижние края.На этой крыше я использовал пиломатериалы 2 × 6 для вальм, домкратов и общих опор. В результате верхние части домкратов оставались на 1⁄4 дюйма выше бедра, что позволяло оболочке очищать бедро и позволяло воздуху проходить через бедро и подниматься к вентиляционному отверстию конька. Если бы я хотел, чтобы и нижний, и верхний края были на одной плоскости, я мог бы разрезать 2 × 8 до ширины 5–3 ⁄4 дюйма.

Мне также не нужно вносить поправки для измерения от центра доски, потому что я снимаю все свои измерения с края доски.

Еще одна вещь, которая немного отличается от меня, — это то, что я откладываю свою английскую измерительную ленту, когда заканчиваю обрамлять стены, и беру метрическую ленту, чтобы обрамить крышу. В моем подходе метрическую систему легче использовать, когда задействована математика, потому что нет дробей, с которыми нужно иметь дело. Сама математика вычисляется просто, потому что каждое положение и размер стропил можно объяснить с помощью прямоугольных треугольников и размеров, основанных на теореме Пифагора.

Однако, прежде чем я рассмотрю что-либо из этого, первое, что я делаю на новом сайте вакансий, — это знакомлюсь с деталями и визуализирую, как детали сочетаются друг с другом.Показанный здесь проект представляет собой простой складской сарай. Поскольку крыша небольшая, а весь каркас сделан из бруса размером 2 × 6, мне не нужно делать поправки для большей коньковой балки или шатровых стропил.

Два инструмента облегчают работу

Во-первых, я делаю историю из куска фанеры шириной 2 дюйма. Я кладу его на верхнюю плиту торцевой стены и размечаю пролет по обыкновенным стропилам, толщину стены (для пропила сиденья) и свес карниза. Прелесть стика в том, что у меня есть все начальные размеры, которые мне нужны, чтобы обрамить крышу в одном месте.Затем я могу отнести стикер к месту монтажа и использовать его для выполнения всех сокращений, не тратя время на беготню назад и вперед.

Для получения дополнительных чертежей и деталей нажмите кнопку «Просмотр PDF» ниже:

Frontiers | Разрушения каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений имеет важное значение для обеспечения безопасности жителей, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для сообществ и страховых компаний.На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых видов отказов в жилых домах. Это в первую очередь связано с системами кровли и стен, а также с вертикальной нагрузкой между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Разрушения кровли жилых домов, а именно разрушение соединений крыши со стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, были тщательно изучены из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений.Плотность домов относительно других построек в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с авариями жилых домов. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети из 32 миллиардов долларов застрахованных убытков от торнадо связаны с жилыми постройками (Simmons et al., 2015).

Работа по устранению повреждений деревянных крыш жилых домов важна, потому что потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, записанные во время обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов предполагают, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет улучшенных подходов к проектированию и инновационных решений.

Стандартизованный метод оценки скорости ветра в торнадо — это расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку, как правило, невозможно напрямую измерить скорость ветра в торнадо (Kopp et al., 2012). Текущая версия EF-Scale (Центр ветроэнергетики и инженерии, 2006) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами ущерба (DI). Для каждого DI шкала EF использует концепцию степеней повреждения (DOD). DOD описывают последовательные режимы повреждения, которые обычно наблюдаются для определенных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон расчетных скоростей ветра, необходимых для нанесения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006; Mehta, 2013).Их можно связать со скоростями ветра по шкале EF, чтобы оценить интенсивность торнадо, от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для резиденций на одну и две семьи (FR12). DOD-4 и DOD-6, которые имеют отношение к разрушениям кровли FR12, описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, потому что он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

Таблица 1 .Описание степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для рассматриваемых видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

На рисунке 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на рисунке 2 показан отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений кровли сосредоточено на этих двух режимах отказа. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения кровли в шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные режимы серьезных разрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничивается исследованиями, сфокусированными на отказах RTWC.DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 миль в час (Таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Wind Science and Engineering Center, 2006). DOD-4 возникает при более низких скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними шатровыми крышами аналогичной конструкции. Фактически, в списке FR12 по канадской шкале EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровыми крышами можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6.Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 связана с неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница связана с улучшенной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего исследования, как указали Гаванский и Копп (2017).

Рисунок 1 .Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).

Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Крыши жилых домов могут быть построены с использованием различных форм и уклонов. Многие включают слуховые окна или другие дефекты для покрытия домов неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных при строительстве деревянных каркасов, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и шатровые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 1992). Как правило, шатровые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости, проведенный Kopp et al. (2016) и Gavanski and Kopp (2017) даже предположили, что единый DI для жилых конструкций в шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в оценках скорости ветра для разной формы крыши, хотя это не было количественно оценено. в обследованиях повреждений.

В нескольких прошлых исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), с некоторыми более поздними работами, непосредственно исследующими поведение шатровой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Meecham et al. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе для улучшения технического понимания характеристик вальмовой крыши и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в крышах с деревянным каркасом.Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и шатровой крыши, общие моменты подъема и опрокидывания крыши оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия — не единственная причина улучшения характеристик вальмовых крыш.

Результаты

Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса в шатровой крыше относительно распределения подъема обеспечивает дополнительную устойчивость.Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. В дополнение к этому, вальмовые крыши имеют RTWC по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются со стеновым каркасом только по двум противоположным стенам. Считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки в стропильных шатровых крышах эти факторы делают шатровые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям в результате обычных видов разрушения кровли.Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

Один из вопросов, который возникает из-за высоких скоростей ветра, полученных при анализе хрупкости конкретных видов отказов, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в шатровых крышах. Другими словами, разрушится ли структура по-другому, а не RTWC? Цель данной статьи — изучить, возможны ли дополнительные неизученные режимы отказов, и, если они есть, понять условия, необходимые для их возникновения.В данной статье представлен анализ и результаты двумерных численных моделей для стропильных и рамно-скатных крыш с целью изучения этого момента. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

Анализ результатов обследования повреждений

Данные недавних событий в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо в Мур, Оклахома в 2013 году (EF5) и торнадо в Таскалузе, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) в 2011 году.Их предоставил авторам доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, исследуя пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их отчеты об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных предоставляет тысячи изображений повреждений домов, от потери обшивки до полного разрушения.

Торнадо в Мур, штат Оклахома, было определено как событие EF5 с повреждениями в диапазоне от EF0 до EF5, наблюдаемых на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека и, по оценкам, был нанесен экономический ущерб до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и поэтому можно выделить так много этапов развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая выявление новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенного лабораторного моделирования торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования для смягчения последствий ущерба до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Тускалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения природы разрушения вальмовой крыши. В данных выявляется множество случаев частичного разрушения вальмовой крыши. Как и в случае результатов анализа хрупкости, проведенного Kopp et al. (2016), наблюдаемые разрушения вызывают дополнительные вопросы относительно вероятности и условий, при которых могут произойти частичные разрушения вальмовой крыши.Отдельные примеры наблюдаемых отказов от Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

Рисунок 3 . Разрушение вальмовой крыши в Мур, штат Оклахома, после торнадо EF5 от 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней стороны вальмовых крыш соседних рам с прямоугольной рамой. (В) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой / двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, которые демонстрируют аналогичные повреждения передней поверхности крыши. RTWC, кажется, целы по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. Справа на фото оставшаяся часть крыши провисает, что дополнительно указывает на то, что нижележащая рама вышла из строя. Дома, показанные на рисунке 3A, были расположены вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома.Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Осмотр фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждением крыши DOD-4 или DOD-6, 40% оказались разрушенными из-за аналогичных частичных повреждений. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя из-за прибитых соединений между элементами, поскольку сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо в Джоплине, штат Миссури.

На рис. 3В показан отказ, аналогичный показанному на рис. 3А, но с более крутой крышей. RTWC выглядят целыми, и видна большая открытая полость, где были удалены и элементы каркаса, и оболочка. Как и на рисунке 3A, очевидно, что эта крыша не только страдала от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция с рамой из стержней, в отличие от той, которая содержала сборные фермы.По имеющимся данным, многие из неудачных вальмовых крыш использовали каркас из палок.

На рис. 3С показано частичное разрушение комбинированной вальмовой / двускатной крыши. Этот отказ отличается от тех, что показаны на рисунках 3A, B, поскольку очевиден отказ материала деревянных элементов. RTWC, кажется, целы, нижняя часть крыши потеряла только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, помимо обшивки, слева. Возле пика крыши каркас разрушился с обеих сторон.Эта структура, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или усилены иным образом с помощью деревянных пластин, прибитых гвоздями.

При осмотре повреждений, показанных на Рисунке 3, и аналогичных повреждений на доступных фотографиях становится очевидно, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся режимы разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с близлежащими конструкциями на основе данных было определено, что разрушения каркаса могут влиять на некоторые шатровые крыши при скорости ветра EF2, а не разрушения RTWC или потери обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рамных рамок особенно подсказывают, что характеристики крыш с рамными каркасами следует отличать от характеристик стропильных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.

Статистический анализ возникновения отказов

Для полного анализа возникновения частичных отказов каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в пределах диапазонов DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые отказы с обшивкой, RTWC или каркасом крыши.Сортировка данных по районам предлагает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всем треком ущерба от события. Как уже упоминалось, данные опроса, предоставленные Университетом Флориды, включают базу данных фотографий. Также предоставляется список всех фотографий, которые использовались для оценки события, включая долготу, широту и рейтинг EF-Scale в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены цветными метками, чтобы представить рейтинг EF-Scale. Образец полученной карты показан на рисунке 4.На этой карте показаны две области, проанализированные для получения представленных здесь предварительных статистических данных. Эти районы были расположены на западном конце пути разрушения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скоростям ветра DOD-4 и DOD-6 для крыш жилых домов. На рисунке рейтинги EF1, EF2 и EF3 представлены желтыми, оранжевыми и красными булавками соответственно.

Рисунок 4 . Западный конец пути повреждения торнадо после торнадо 22 мая 2011 г. в Джоплине, Миссури; регионы настоящего исследования обведены белым.

Анализируются две области исследования, обведенные белым цветом на Рисунке 4, и оценивается возникновение различных видов отказов. Фотографии повреждений в отмеченных местах были изучены, и отмечен предполагаемый тип отказа. При этом просмотре данных каждое отдельное жилище оценивалось на предмет того, было ли повреждение вызвано RTWC, обшивкой или повреждением каркаса. Помимо повреждений кровли, включаются разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изученных крыш. В области 1 в левой части рисунка 4 обнаружены дома, которые выглядели более новыми, большинство из них с крутыми шатровыми крышами и большими строениями. Дома в Районе 2 в основном выглядят более старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

Результаты статистического анализа показаны в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующим повреждением вышли из строя из-за частичного разрушения каркаса, в то время как 35% показали признаки отказа RTWC.На Рисунке 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых повсюду в этом районе, с аэрофотоснимком, показывающим, как повреждение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях были удалены самые большие поверхности крыши, в то время как части конструкции, закрывающие меньшие пространства, остались на месте. Многие из этих построек, по всей видимости, были рамно-рамочной конструкции.

Таблица 2 . Возникновение режимов разрушения кровли жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

Рисунок 5 . Пример типичного разрушения вальмовой крыши в Районе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного разрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).

Возникновение типов отказов в Районе 2 отличается от такового в Районе 1; Распределение отказов кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в Районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые могут рассматриваться как серьезные отказы кровли, т. е. подпадающие под DOD-6.В Районе 2 33% показали частичные разрушения каркаса, в то время как 37 и 30% пострадали от отказов RTWC и обшивки, соответственно. Чтобы понять прогрессию повреждения, дома, в которых обрушились стены, подсчитываются на основе наблюдаемого режима разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 10% домов пострадали от частичного разрушения каркаса крыши и обрушения стен, в то время как 8% пострадали от разрушения RTWC и обрушения стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стен и кровли требует дальнейшего изучения для определения причинных эффектов каждого режима разрушения крыши.

Сдвиг в возникновении определенных видов отказов между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако следует отметить, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели пологую крышу. Хотя это наблюдение может указывать на то, что наклон крыши способствует возникновению разрушения каркаса, неясно, какие другие факторы могли иметь дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограждений в старых домах могло привести к учащению случаев обрушения стен.В примере, показанном на Рисунке 6, произошел частичный отказ каркаса крыши. Однако этот сбой мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине разрушенной крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, играли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные отказы возникают по крайней мере так же часто, как и другие виды отказов кровли. Требуется дополнительная работа для получения полного набора статистических данных об этих сбоях и более точного определения региональных условий, которые могут способствовать их возникновению.

Рисунок 6 . Частичное обрушение вальмовой крыши в районе 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Аналитический метод

Подход и предположения

Разработан и проверен метод численного моделирования для анализа эффектов внутренней нагрузки и прочностных характеристик компонентов деревянной каркасной крыши при ветровом подъеме. После разработки модели для получения сил стержня рассчитываются возможности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединяются с расчетными значениями пропускной способности элементов.Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме относительных соотношений спроса и мощности (D / C) и определить возможные места уязвимости. В настоящей работе термин «элемент» относится как к элементам деревянного каркаса, так и к соединениям между ними. Оба типа элементов составляют звенья на вертикальном пути нагрузки, и потенциальные отказы могут возникать в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Стивенсона (2017).

Различия между методами строительства крыши, такими как фермовый каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с мощностью RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми видами отказов с хорошо установленными скоростями ветра (т. Е. DOD-6). Предположение о правильной конструкции в анализах позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если будет обнаружена вероятность отказа.В противном случае результаты подтвердили бы ненадлежащее строительство в домах с наблюдаемыми неисправностями.

Анализ спроса и мощности секций стропильных и каркасных крыш

Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки от ветрового подъема на элементы каркаса и сравнить их со способностями элементов противостоять этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные виды отказов.В опубликованной литературе представлена подробная информация о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и конструкции с рамой. Чтобы получить сопоставимые результаты и использовать согласованные методы для различных типов конструкций, анализ всех конструкций для настоящего исследования ограничен линейным диапазоном поведения материала. Элементы, которые могут выйти из строя первыми, идентифицируются на основе относительных линейных соотношений D / C.Этого достаточно для проверки гипотезы о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

Для наблюдения за эффектами линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши, силы элементов рассчитываются посредством моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты крыш с решетчатой рамой моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, и полученные осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Стивенсоном (2017).

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

При строительстве деревянных каркасов в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или часть 9 Национального строительного кодекса Канады, чтобы определить размер элементов, расстояние между ними и требования к крепежным элементам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Предписательный проект включает в себя как крыши с рамой, так и фермы, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), спроектированы на основе распределения вторичной нагрузки компаниями, специализирующимися на их производстве. Они становятся преобладающей формой строительства крыш новых жилых домов, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, рамная конструкция все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и каркасные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

Двухмерный анализ D / C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). Рисунок 7 иллюстрирует схему фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с рамной рамой, которая соответствовала профилю и геометрии плана ферменной крыши от Хендерсона и др. (2013), чтобы провести сравнение.

Рисунок 7 . Половина моделируемой фермы с маркированными соединениями и элементами.

Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению элементов и размерам в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на Рисунке 8 с обозначенными размерами элементов и расстоянием между ними. Компоновка элементов крыш с решетчатой рамой способствует разделению нагрузки между гранями и отдельными элементами крыши. Вальмовые стропила переносят нагрузки между элементами на смежных гранях крыши, а обшивка играет роль в эффектах системы между элементами на одной стороне. Из-за такой схемы невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было сделано в случае ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ рамной крыши упрощается за счет изучения одного репрезентативного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных безопорных пролетов. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут противостоять самым сильным опорным реакциям. Грани крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

Рисунок 8 . Вид сверху спроектированной рамной вальмовой крыши.

Рисунок 9 . Иллюстрация стропила домкрата, выбранных для анализа стержневой рамы.

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

Стратегия разработки модели в этом исследовании состоит в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного упрощенного аналога модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное влияние нагрузки на каждый элемент фермы. Такой подход с использованием конверта был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать нелинейное моделирование возможным.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не учитывались ранее.

Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы постоянно достигается за счет комбинации двух аналогов модели. Одна из моделей использует все шарнирные соединения, а другая — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы перемычки моделируются вдоль их центроидов.Для корпуса фермы результаты усилий стержня и шарниров извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную балку также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой — с жесткими опорами. В случае каркасной конструкции расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах, и чтобы можно было получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате чего получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 миль в час не отражает скорости ветра торнадо и требует корректировки, чтобы можно было провести прямое сравнение с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтя на пальце ноги при реалистичной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также с расчетными скоростями ветра компонентов и обшивки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в Таблице 5 Моррисона и Коппа, которые не учитывают распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетные скорости ветра по Моррисону и Коппу (2011) увеличиваются.

Примененная скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная по результатам анализа хрупкости, проведенного Коппом и др. (2016) и Гаванский и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в откидной крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км / ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра.Важно напомнить, что настоящее двухмерное исследование сосредоточено на относительной уязвимости каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками ASCE 7-05 Моррисона и Коппа подтверждает точность методологии.

Расчет мощности

Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальной потребностью в анализе D / C. Фермы в Henderson et al.(Henderson et al., 2013) вальмовая крыша использовала пиломатериалы SPF № 2, соединенные между собой анкерными плитами MiTek MII-20. Паспорта прочности плиты, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются в расчетах грузоподъемности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по дизайну древесины (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.Для расчетов пропускной способности соединений в этом исследовании используются технические требования к конструкции ферм MPC Канадского института решетчатых пластин (2014 г.), в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) по моменту подключения мощности.

Расчеты совместных нагрузок включают определение пропускной способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт опорных пластин, 2007; Канадский институт опорных пластин, 2014). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и уравнений из Справочника по дизайну древесины Канады (Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты опорной способности включают в себя сопротивление выдергиванию гвоздя и поперечное сопротивление.

Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе постоянного тока. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает факторы сопротивления, но обсуждение и результаты их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности исключен в текущем анализе. Примеры расчетов мощности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной мощности предоставлены Стивенсоном (2017). Для справки, на Рисунке 7 показаны соединения и элементы фермы, помеченные в соответствии с условными обозначениями, используемыми в анализе, а на Рисунке 9 показано, что это для смоделированного домкрата для стропил.

Результаты спроса и мощности

Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности приведены Стивенсоном (2017).В данной статье предельные отношения D / C для каждого элемента моделей фермы и стропила показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D / C ближе всего к 1 — выделены жирным шрифтом. Соединения со значениями D / C «N / A» либо развивают сжатие в результатах модели, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как видно, отношения D / C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.

Таблица 3 . Соотношения нагрузки и мощности (D / C) и определяющие режимы отказа для смоделированной фермы при подъеме на 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

Таблица 4 . Соотношения между стержнями и совместными нагрузками (D / C) для смоделированной секции рукояти-рамы при подъеме на 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Рисунок 10 . Схема расположения неисправностей в ферме, основанная на результатах анализа потребности в мощности (D / C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям в текущих результатах. Ожидается, что RTWC с опорой на пальцы почти всегда выходят из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод не верен в случае, когда ураганные ремни используются в RTWC. В этом случае отношение D / C ремня RTWC урагана составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D / C в верхнем поясе. Применение даже самых простых ремней для защиты от ураганов может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

Результаты показывают, что при том же ветровом подъеме, что и ферма, стропила домкрата также наиболее уязвима при RTWC с опорой на пальцы. Анализ стержневой рамы не включает подъемную способность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что установка перемычек на RTWC приведет к отказу на стыке 1, так как это место имеет относительно высокое отношение D / C. Следующее самое слабое соединение в стыке 2 состоит из семи гвоздей, соединяющих стропило с балкой потолка. Его емкость намного выше — около 5000 Н.

Результаты стержневого каркаса аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки в строительстве, ухудшение характеристик элементов и устаревшие стандарты проектирования, по которым строились старые дома с каркасным домом.

Ограничения

Настоящий статистический анализ и анализ D / C успешно доказывают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предполагают некоторые условия, которые могут повлиять на режим, при котором может выйти из строя шатровая крыша с деревянным каркасом.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы понять проблему отказов каркаса в деталях, необходимо разработать трехмерные модели, которые учитывают распределение нагрузки и эффекты обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, помогающей в моделировании соединений металлических пластин и структур стержневой рамы, создание подробных трехмерных моделей в текущем исследовании было сочтено неэкономичным.

Дополнительная работа должна также оценить возможные вариации, существующие в компонентах спроса и мощности текущих результатов.На уровне элементов существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурацией соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных изделиях, предоставляемых разными производителями. В более крупном масштабе методы проектирования различаются по регионам, компаниям и даже отдельным инженерам, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо того, что считается их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

Неисправности каркаса крыши, представленные в этой статье, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимостям каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой; тем не менее, прогрессирование разрушения больших секций крыши точно не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный режим отказа, связанный с корпусом палки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой на стержнях.

На Рисунке 11, похоже, произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших секций крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что балки потолка и потолок под ними целы.Сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная обшивка. Судя по результатам анализа D / C для каркаса с рамой, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилами и потолочными балками. RTWC и соединение вдоль конька крыши кажутся гораздо более уязвимыми при анализе по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные неисправности могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилами и балкой на верхней плите стены или возникли как разрушение верхнего стыка стропил.Кроме того, системные эффекты могли привести к постепенному, каскадному разрушению соседних стыков, что привело к удалению всех поверхностей крыши после инициирования в одной точке.

Рисунок 11 . Примеры частичного обрыва каркаса, вальмовой крыши с неповрежденными балками перекрытия. (A) Полное снятие внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких сторон крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Как уже упоминалось, анализ D / C для случая стержневой рамы не предсказал, что соединение стропил со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с балкой потолка.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего соотношение D / C равно 0,2. При более внимательном рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты соединения; однако похоже, что гвоздей было не больше нескольких. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы по тем же правилам, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.

Отказ, показанный на рисунке 11, и многие другие подобные отказы интересны тем, что они объективно классифицируются в пределах DOD-6 для крыш жилых домов; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для структур с рамой из стержней.

Заключение

Наблюдения за повреждениями и статистические оценки, представленные здесь, расширяют текущее понимание отказов крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный вид отказов, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистические данные о наблюдаемых повреждениях в типовых районах из Мур, Оклахома и Джоплина, штат Мичиган, показали, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные режимы отказов RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как дома с шатровой крышей обычно считаются более устойчивыми к ветру, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными повреждениями каркаса показывают, что шатровые крыши могут быть более уязвимыми, чем предполагалось ранее.

Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего исследования поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши.И фермы, и каркасные конструкции оцениваются для проведения сравнительного исследования двух методов строительства. Результаты двумерного D / C-анализа для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящего внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования «нагрузка-огибающая» и анализ D / C показали возможность определения уязвимых мест в секциях крыши с фермами и рамой при ветровом подъеме.Наблюдательные и численные исследования дали следующие основные результаты:

• В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1 – EF3 имели частичные разрушения конструкции крыши.

• Тип конструкции может иметь важные последствия для типа разрушения крыши, которому подвергнется дом. В микрорайонах, где 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного разрушения каркаса крыши, дома оказались более новой конструкции с решетчатым каркасом, с большими отпечатками и крутыми крышами.Другой регион, который показал 33% частичных отказов, — это дома, которые выглядели более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны со ударами обломков.

• Следует отметить, что на наблюдаемых крутых крышах многие из наблюдаемых отказов произошли асимметрично, то есть одна из больших поверхностей крыши разрушилась, а противоположная осталась нетронутой. В отличие от смоделированной крыши, которая в настоящем анализе подвергается воздействию равномерного подъемного давления, крыши с более крутыми уклонами, вероятно, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренной и подветренной сторонах.Влияние изменения уклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет изучено дополнительно, в дополнение к изменениям прочности и жесткости материала на более поздних этапах этого исследования.

• Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей наружной оболочки рам каркасных крыш. Эти отказы предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с решетчатым каркасом, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к балкам перекрытия и стенам под ними.Потеря внешней оболочки крыши из-за этого режима разрушения при осмотре классифицируется как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые требуются для отказа RTWC, как показывает текущий анализ D / C. Этот режим отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

• При использовании RTWC с опорой на пальцы, фермы MPC при равномерном подъеме, скорее всего, выйдут из строя через RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка.Когда поставляются ураганные ремни, начало разрушения может перейти на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы разрушения в конструкции фермы связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, соединения верхнего пояса (Соединение 3) и горизонтальный элемент верхнего пояса (TC2) в моделируемой ферме оказались относительно уязвимыми, с отношениями D / C 0,70 и 0,66, соответственно, в то время как соотношение D / C RTWC на пальцах ног был равен 1. Требуемый момент в элементах верхнего пояса увеличивается из-за растягивающих осевых сил, наведенных на эти элементы из-за типичного поведения фермы.

• Случай анализа рамок также показал, что RTWC с ограниченными возможностями являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Отношение D / C RTWC стержневой рамы составляет 1,129 при той же приложенной высоте, что и ферма. Тем не менее, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучение фотографий, сделанных при обследовании повреждений, показало, что разрушенные крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось при проектировании.

• Сравнение двухмерных анализов для случаев стропильных ферм и рам с прямоугольным каркасом позволяет предположить, что крыши с прямоугольным каркасом содержат более уязвимые элементы.При эквивалентном ветровом подъеме D / C RTWC фермы составляет 0,98, в то время как RTWC стропильного домкрата с стержневой рамой составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.

Взносы авторов

СС — доктор философии. студент под совместным руководством ГК и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной над магистерской диссертацией СС. Гипотеза и подход к работе были разработаны авторами совместно.SS выполнил весь анализ, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для подачи под непосредственным контролем GK и AA. Г.К. и А.А. рекомендовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Выражаем признательность за постоянную поддержку со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Поля Ковача (ICLR). Авторы также благодарны докторам. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за оказание финансовой поддержки полевым исследованиям, приведшим к нанесению ущерба. данные опроса.Вышеупомянутые исследования ущерба были поддержаны исследовательским грантом NSF 1150975 и программой грантов NSF RAPID.

Ссылки

Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. У. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для деревянных каркасных конструкций жилых домов с использованием подхода хрупкости. J. Struct. Англ. 140. doi: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000914

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канадская ипотечная и жилищная корпорация.(2014). Канадское деревянное каркасное домостроение , 3-е изд. Канада: Правительство Канады.

Google Scholar

Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам. (2010). Национальный строительный кодекс Канады , 13-е изд. Оттава: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов. (2010). Руководство по деревянному дизайну: полный справочник по деревянному дизайну в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по древесине.

Google Scholar

Гаванский Э., Копп Г. А. (2017). Оценка уязвимости повреждений примыкания кровли к стене в каркасных домах при сильном ветре. J. Risk Uncertainty Eng. Syst. 3. DOI: 10.1061 / AJRUA6.0000916

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Graettinger, A.J., Ramseyer, C.C., Freyne, S., Prevatt, D.O., Myers, L., Dao, T., et al. (2014). Оценка ущерба от торнадо после торнадо Мура 20 мая 2013 г. .Таскалуса, штат Алабама: Университет Алабамы.

Google Scholar

Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. И Копп Г. А. (2013). Реакция креплений, прибитых гвоздями, между крышей и стеной, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Институт исследований в строительстве. (2009). Оценочный лист CCMC 11996-L: MT-20 и MII-20 .Оттава, Онтарио: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Копп Г. А., Хонг Э., Гавански Э., Стедман Д. и Силлс Д. М. (2016). Оценка скорости ветра на основе наблюдений за ущербом от торнадо в Ангусе (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. J. Civil Eng. 44, 37–47. DOI: 10.1139 / cjce-2016-0232

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копп Г. А., Моррисон М. Дж. И Хендерсон Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов при реалистичных ветровых нагрузках. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 104–106, 25–39. DOI: 10.1016 / j.jweia.2012.01.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Льюис, С. Л., Мейсон, Н. Р., Крамер, С. М., Верт, Д. К., О’Реган, П. Дж., Петров, Г. и др. (2006). «Расчет металлических пластин, соединяющих соединения деревянных ферм на момент», в 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

Google Scholar

Мичем, Д.(1992). Повышенная эффективность вальмовых крыш при сильном ветре — пример из практики. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 43, 1717–1726. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (92)

-V

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровых нагрузок на вальмовые и двускатные крыши. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 38, 257–272. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (91) -Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мехта, К.С. (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. J. Disaster Res. 8, 1034–1041. DOI: 10.20965 / jdr.2013.p1034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моррисон, М. Дж., И Копп, Г. А. (2011). Эффективность соединения гвоздя и пальца при реалистичной ветровой нагрузке. Eng. Struct. 33, 69–76. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.09.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Преватт, Д. О., Кулборн, В., Греттингер, А. Дж., Пей, С., Гупта, Р., и Грау, Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Обследование структурных повреждений и аргументы в пользу устойчивых к торнадо строительных норм . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Prevatt, D.O., van de Lindt, J. W., Graettinger, A.J., Coulbourne, W., Gupta, R., Pei, S., et al. (2011). Исследование повреждений и будущее направление структурного проектирования после торнадо Таскалуса 2011 года . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

Google Scholar

Ramseyer, C., Floyd, R., Holliday, L., and Roswurm, S. (2014). «Влияние систем крепления боковой нагрузки на повреждение и живучесть жилых конструкций, пострадавших от торнадо в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Boston, MA: ASCE), 1484–1507.

Google Scholar

Симмонс, К. М., Ковач, П., Копп, Г. А. (2015). Снижение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат улучшенных строительных норм и правил в Оклахоме. Клим. Soc. 7, 169–178. DOI: 10.1175 / WCAS-D-14-00032.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спаркс, П. Р., Шифф, С. Д., и Рейнхольд, Т. А. (1994). Повреждение ограждающих конструкций домов ветром и последующие страховые убытки. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 5, 145–155. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (94)

-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стандохар-Альфано, К. Д., и ван де Линдт, Дж. У. (2016). Анализ риска торнадо для повреждения деревянных каркасных крыш жилых домов в Соединенных Штатах. J. Struct. Англ. 142. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0001353

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон, С. А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных крыш жилых домов при ветровой нагрузке . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.

Google Scholar

Инженерно-строительный институт. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Институт анкерных плит. (2007). Национальный стандарт проектирования деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами . Александрия, Вирджиния: Американский национальный институт стандартов (ANSI).

Google Scholar

Канадский институт анкерных плит. (2014). Процедуры проектирования и спецификации ферм для деревянных ферм, соединенных с легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, ON: TPIC.

Google Scholar

ван де Линдт, Дж. У., Пей, С., Дао Т., Греттингер А., Преватт Д. О., Гупта Р. и др. (2013). Философия дизайна торнадо, основанная на двойной цели. J. Struct. Англ. 139, 251–263. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000622

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Центр ветроэнергетики и инженерии. (2006). Рекомендация по усовершенствованной шкале Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

Google Scholar

Основы каркаса вальмовой крыши

Как и любой другой тип кровли, вальмовая крыша
Обрамление начинается с определения длины и распила обычного стропила.В
обычное стропило определит высоту и длину коньковой доски
который установит, где будут располагаться вальмовые стропила.

Плюсы

Простая вальмовая крыша спускается со всех четырех сторон, связывая внешние стены вместе, делая здание более прочным, чем двускатная крыша. Особенно полезно в районах, подверженных сильному ветру.
Повышает общую стоимость и внешний вид дома.
Нет высоких двускатных стен, что позволяет сэкономить на обшивке, сайдинге или кирпиче.

Минусы

Сложнее построить, чем двускатную крышу .
Дороже двускатной крыши.

Детали вальмовой крыши

Обычные стропила используются для центрирования коньковой доски в
здания, установите высоту и найдите концы конька. Коммонс работает
от конька и до вершин наружных стен.

Коньковая доска является самой верхней частью вальмовой крыши и используется для прибивания общих и вальмовых стропил.

Набедренные стропила прибиваются под углом 45 градусов к коньковой доске вниз к четырем внешним углам здания. Также используется для прибивания верхней части стропил домкрата.

Стропила под домкрат прибиваются к бедру и спускаются к наружным стенам. У них такой же разрез посадки и хвоста, как и у обычных. Верхний отвес — это особый разрез, называемый составной митрой.

Расположение частей каркаса вальмовой крыши

У некоторых из ваших более дорогих домов, изготовленных по индивидуальному заказу, есть то, что я называю сменной крышей.

Это тип вальмовой крыши, у которой основной пролет имеет один уклон, а концы бедер имеют более крутой уклон.

Это делает коньковую доску длиннее, из-за чего здание кажется больше, а крыша круче, чем они есть на самом деле. Это делает дом еще более ценным.

Ссылки на связанные страницы Carpentry Pro Framer

Стропильная система полускатной крыши — полуаватная крыша

Стропильная система полускатной крыши: достоинства и недостатки

Этот вариант известен как «голландская крыша» из-за его очень широкого распространения в Нидерландах.Его главная отличительная черта — наличие укороченного шатрового и трапециевидного фронтона. Из-за этого эта крыша становится чем-то средним между двухскатным и четырехскатным вариантом. Благодаря такому слиянию она приобретает преимущества сразу двух видов кровли, что делает ее намного привлекательнее других разновидностей.

Конструктивные особенности стропильной системы полускатной крыши: плюсы и минусы

Стропильная система полушатровой кровли включает два наиболее часто возводимых типа кровли.Данная модификация позволила расширить список преимуществ такими функциями:

Чердак.

Благодаря своей конструкции такая разновидность позволяет использовать это помещение не только как подсобное помещение. После проведения гидро- и теплоизоляционных работ его можно использовать как полноценный пол с жилыми комнатами.

Противодействие ураганным порывам ветра.

Исключение в конструкции схождения плоскостей под острым углом придает ей более обтекаемую форму.Поэтому он намного лучше выдерживает более сильные порывы ветра, потоки воздуха плавно «огибают» его, проходя по платформам, а не «врезаются» прямо в них.

Кастомизация дизайна под индивидуальные требования.

В общем, это свойство есть у всех типов кровли, и этот вариант не исключение. В зависимости от погодных условий в месте расположения постройки она будет возводиться либо под более крутым углом с укороченным длинным свесом (для снежных зим), либо под более пологим углом и с удлиненным длинным свесом (для мягкой зимы).

Сложность монтажных работ.

Данная конструкция не относится к группе наиболее сложно построенных вариантов. Хотя имеет свои конструктивные особенности, немного усложняющие монтажную задачу. А расход материалов в этом случае средний.

Рассматриваемая стропильная система полушатровой крыши не имеет отличительных недостатков в своей конструкции. К имеющимся у нее незначительным недостаткам можно отнести любую кровлю.Следовательно, они не могут повлиять на окончательный выбор того или иного варианта.

Процесс сборки каркаса этого типа крыши

Несмотря на то, что стропильная система полушатровой кровли состоит из двух частей, относящихся к разным типам крыш, установка ее каркаса не так уж и сложна. Этот процесс выглядит следующим образом:

По боковым стенам здания и по верхней горизонтальной линии фронтона проложен сейсмический пояс.В нем (перед укладкой мауэрлата) укладывается двухслойная гидроизоляция. Чаще всего в этом случае берется обычный рубероид.
При заполнении сейсмопояса в него устанавливаются шпильки, на которых будут фиксироваться основные горизонтальные балки. Обратите внимание, что они не должны располагаться в тех местах, на которые в последующее время будут опираться стропила. В противном случае прочность конструкции будет ослаблена.
Далее надеваем выступающие металлические прутья мауэрлата.Отдельные сегменты соединяются друг с другом методом шип-паз.
Посередине здания следует разместить несущую стену или другую опору. На них лежит. На него устанавливаются горизонтальные опоры для установки коньковой балки. Расстояние между фронтоном и сторонами коньковой балки выбирается на ее усмотрение, но чаще всего оно равно половине длины верхней горизонтальной линии фронтона.
После фиксации конькового прогона приступают к установке боковых наклонных брусьев.Их верхние края упираются в прогон, а нижние — в горизонтальную опорную балку. Стык корректируется на месте, либо выполняется по выбору шаблона. Длину элементов всегда берут с запасом, чтобы не было проблем из-за ее недостачи (проще просто отрезать лишнее).
Верхние края наклонных планок срезаны под углом и опираются на прогон, закрепленные гвоздями. По нижним краям вырезаются пазы, после чего окончательно фиксируются с помощью металлических уголков.
После установки боковых элементов монтируются угловые элементы. Их нижний край находится на одном уровне с краем мауэрлата. Затем диагональную балку дополнительно расширяют для установки свеса.
Наклонные части полувагона начинают устанавливать с центра площадки. Центральная часть упирается в точку схождения угловых наклонных элементов. Все остальные детали будут упираться в плоскость угловых стропил своими верхними краями и располагаться на равном расстоянии друг от друга.
Практически завершающим этапом устройства каркаса будет установка карниза кобылки на наклонных сторонах фронтона. Затем они соединяются между собой ветровыми досками.

Последний завершающий этап возведения кровли включает в себя работы, связанные с устройством обрешетки, а также ее обшивкой кровельными материалами. Помните, что выбор материала зависит от угла наклона пандусов. Рулонные и мягкие материалы монтируются на более плоских плоскостях, а твердые и тяжелые (например, металлочерепица) — на более крутых склонах.

Особенности конструкции и установки — советы по ремонту

В современном строительстве практикуется устройство кровель нескольких типов, разных по внешнему виду и конструкции. Один из самых популярных и эстетичных — голландский. Стропильная система полувальмовой крыши может быть как двухскатной, так и четырехскатной. Подробно рассмотрим все особенности такой конструкции и способы самостоятельной сборки поливальтовой кровли.

Крыша полускатная для жилого дома

У всех скатных крыш есть одна общая черта — наличие мансарды, которую при правильной отделке можно использовать как жилую.Такая конструкция позволяет значительно расширить жилую площадь без пристройки. Полувальмовая крыша также имеет прекрасные технические характеристики: выдерживает мощные ветровые нагрузки и обеспечивает надежную защиту фасадов дома от атмосферных осадков.

В зависимости от конструктивных особенностей полавальтовые крыши делятся на два основных типа:

полускатная двускатная крыша;
полускатная четырехскатная крыша.

Фото домов с полушатровой крышей в большом количестве представлены как на специализированных сайтах, так и на строительных форумах.

Достоинства и недостатки полаватровой кровли: фото красивых домов

Чем полувальмовая крыша отличается от шатровой? У шатровой крыши два больших ската имеют форму трапеции, а более мелкие скаты имеют форму треугольников. В полушатровой крыше все устроено немного иначе, а линия ската приобретает ломаную форму.

Конструкция такой скатной крыши во многом зависит от формы самого дома, наличия или отсутствия жилища на чердаке, типа рубероида, которым будет покрыта поверхность, и даже климатических особенностей региона.

Более того, именно климат играет решающую роль в создании конструкции, ведь в регионах со снежной зимой осадки будут особенно скапливаться на поверхности пандуса, образуя своеобразную «снежную шапку». Поэтому для такой площади более актуальны крыши с крутым уклоном и минимальными свесами. Если снежные заносы — неактуальная проблема, то минимальный угол наклона вполне приемлем.

Среди преимуществ полавальтовой крыши:

наличие дополнительных помещений, которые можно использовать как жилые или чердачные;
эстетичный внешний вид, с возможностью необычного дизайна дома за счет создания оригинальной формы конструкции;
надежная защита дома от воздействия погодных условий: снег, дождь, сильный ветер.

Полезный совет!

Для увеличения полезной площади мансарды можно использовать конструкцию с разными углами наклона.

Из недостатков крохи полубедра стоит отметить:

наличие определенных трудностей в процессе строительства: большое количество нервюр, подкосов и упоров делает возведение стропильной системы длительным и трудоемким процессом;

Жилой дом, крыша которого покрыта керамической черепицей

в процессе строительства такой довольно сложной конструкции расходуется не только большее количество сил, но и материалов;
процесс укладки кровли также приобретает определенные сложности.

Но, несмотря на недостатки, дома с полушатровой крышей выглядят уникально. Все трудности и затраты окупаются, чтобы придать крыше оригинальный и запоминающийся вид. Если вас не пугает непростой монтаж стропильной системы, можно смело приступать к работе. Среди фото частных домов довольно часто встречаются полаватровые крыши, поэтому выбрать понравившийся вариант будет несложно.

Мансардная полушатровая крыша

Мансардная крыша — это конструкция, имеющая две вершины в форме срезанных треугольников.Если дом имеет квадратную форму, то крыша будет пирамидальной. Этот вид кровли отличается повышенной прочностью. В прямоугольных домах мансардная крыша имеет две треугольные стороны и две трапециевидной формы. Откосы расположены на одном уклоне, что позволяет монтировать их симметрично осевым балкам.

Для этого типа кровли характерны следующие достоинства и недостатки:

повышенной прочности позволяет использовать данную конструкцию в регионах с экстремальными климатическими условиями, например, на берегу моря или в местах, для которых характерны сильные ветры;
эстетичный внешний вид позволяет такой крыше уместно смотреться на фоне абсолютно любого ландшафта;
низкий профиль обеспечивает повышенную устойчивость к вибрации;
из-за формы конструкции могут возникнуть определенные трудности с очисткой и ремонтом поверхности;
мансардный этаж полушатровой кровли можно использовать для обустройства жилых комнат;
необходимо учитывать дополнительную принудительную вентиляцию, что влечет за собой расходы.

Как устроена стропильная система полушатровой крыши: схема и примеры фото

Как и любая другая кровельная конструкция, полушатровая крыша состоит из множества слоев, которые уложены друг за другом. Среди этих конструктивных элементов можно выделить:

стропильная система, которая служит основанием для удержания всех элементов;
Мауэрлат — балка опорная нижняя для стропил;
материалов, обеспечивающих тепло-, гидро- и пароизоляцию кровли;
кровельное покрытие, обеспечивающее механическую защиту.

Сама стропильная система также имеет несколько составляющих элементов: конек, стропильные ноги, стойки, подкосы, обрешетку и многое другое. Каждый из этих элементов выполняет свою функцию, придавая крыше дополнительную жесткость и прочность. Это особенно важно при создании мансардной полуаватной кровли.

Схема полавальтовой кровли и стропильной системы

Монтаж полушатровой кровли следует начинать с укладки мауэрлата на несущие стены дома.Для кирпичных построек устанавливается армированный пояс, обеспечивающий дополнительную прочность и равномерно распределяющий нагрузку. На этапе бетонирования в него вставляются вертикальные стойки из оцинкованного металла. Мауэрлат крепится к арматуре путем монтажа.

Длина шпилек должна быть достаточной для обеспечения уступа в 2–3 см от балки. Шаг крепления должен составлять 120 см. Минимальный диаметр арматуры, используемой для крепления стержней, составляет 10 мм.

Полезный совет! Расположите шпильки таким образом, чтобы они находились между стропилами и в дальнейшем не усложняли рабочий процесс.

Монтаж стропильной системы на несущие стены дома

Для защиты армированного пояса его покрывают как минимум двумя слоями рубероида и только после этого надевают балку на шпильки. Как это сделать, вы можете увидеть на чертежах. Полвальцовая крыша за счет этого этапа более прочная.

Выбор и установка мауэрлата — один из важнейших этапов подготовительных работ. Сечение балки, используемой для этой цели, должно быть 150 × 150 мм или, в крайнем случае, 100 × 150 мм.В земле просверливаются все необходимые отверстия, после чего древесина обрабатывается специализированными антисептическими средствами для защиты от влаги и развития грибка.

Стропильная система полускатной крыши: основы установки

Устройство полавальтовой кровли включает установку конька, стропил (как наклонных, так и диагональных) и крепежа, например, металлических скоб и специальных обрезков.

В идеале диагональные стропила должны быть продолжением конька, который наверху разделяется на две части и спускается к углам дома.К диагональным стропилам крепятся также аутригеры, благодаря чему эти элементы принимают на себя всю основную нагрузку и вес конструкции. Именно поэтому для их изготовления используются двойные доски 50 × 150 мм, что обеспечивает усиленное основание.

За счет этого увеличивается несущая способность наклонных стропил, что позволяет использовать длинные цельные балки для очень больших крыш. Кроме того, одни и те же доски можно использовать для диагональных и обычных стропил, что дает возможность облегчить рабочий процесс.

Полезный совет! Оставшееся под коньком пространство лучше не заливать монтажной пеной. Так не будет нарушена циркуляция воздуха, а вероятность загнивания деревянной части конька значительно снизится.

Когда этап монтажа стропил окончен, и все элементы надежно скреплены мауэрлатом и коньковой балкой, пора приступать к установке обычных стропил. Верхней частью они будут упираться в гребень, а нижней в мауэрлат.Перед тем, как начать, обязательно ознакомьтесь с доступными по цене проектами домов с полушатровой крышей.

Полезный совет! Расстояние между стропилами следует учитывать с учетом ширины утеплителя, который вы будете использовать.

Для устойчивости конструкции делают пропилы на обоих концах стропил. Это позволяет закрепить элементы. В качестве дополнительного крепления используются металлические кронштейны и угловые накладки. Если крыша дома очень длинная, то обязательно нужно создать дополнительные упоры в виде подкосов.Для поддержки диагональных стропил используются фермы фермы.

Если плита перекрытия сделана из железобетона, то все стойки и стойки можно поддерживать прямо на ней. В противном случае потребуется установка дополнительных подтяжек на балки, иначе конструкция полушатровой крыши окажется ненадежной.

Полезный совет! Перед установкой все деревянные элементы кровли необходимо обработать не только антисептиком, защищающим древесину от влаги, но и противопожарной жидкостью.

Как сделать полускатную крышу своими руками: расчет количества стропил и шага между ними

Чтобы стропильная система получилась надежной и полноценно функционировала на протяжении многих лет, перед началом работ необходимо провести расчеты, которые станут основанием для монтажа. В качестве примера можно использовать фото односкатной двускатной крыши при ширине дома 9 метров.

Шагом называется расстояние между двумя стропильными ногами, и обычно для жилых загородных домов эта цифра колеблется от 0.6–1 мес. Это зависит от многих факторов, поэтому расчеты необходимо производить индивидуально, исходя из собственных показателей. Для расчета необходимого количества стропил используйте следующий алгоритм:

Измерьте длину ската крыши и разделите на необходимый коэффициент шага между элементами.
Затем прибавьте к результату единицу, округлите полученное число до большего значения. Это будет то количество стропильных ног, которое необходимо для отделки одного ската крыши заданной длины.
Если всю длину ската разделить на полученное целое число, то в результате вы получите расстояние, которое нужно выдержать между осями стропил (это шаг стропил).

Полезно знать, что хотя в идеале ось должна проходить через центр стропил, на практике допускаются погрешности в зависимости от изменения угла наклона поверхности будущей кровли. Это хорошо видно на фото односкатной двускатной крыши.

Перед тем, как начать, нужно рассчитать точное количество используемых балок исходя из проекта

В качестве примера рассмотрим такой расчет: длина ската крыши 16 м. В этом случае шаг между стропилами составит 0,6 м. Исходя из приведенного выше алгоритма, 16 ÷ 0,6 + 1 = 27,66 = 28. Это означает, что для уклона длиной 16 метров нам понадобится 28 стропил.

Полезный совет! Ширина ступени стропил напрямую зависит от угла наклона кровли. Итак, чем больше крутизна крыши, тем больший шаг стропил необходимо выдерживать.Это связано с тем, что на крутых крышах распределение нагрузки неравномерное, и в большей степени приходится на несущие стены.

Как вариант можно использовать специальные онлайн-калькуляторы для расчетов, хотя гораздо лучше, если у вас есть план или чертеж полаватровой кровли своими руками, ведь имея наглядный пример проводить расчеты намного проще и работа.

Монтаж полушатровой кровли: завершающие этапы строительства

Когда все деревянные элементы уложены и закреплены, остается только позаботиться о тепле, паре и гидроизоляции крыши.Для этого изготавливается обрешетка, а выбранный материал раскатывается сверху.

Трудно сказать, каким материалам лучше всего отдать предпочтение, но алюминиевая фольга определенно будет хорошо выполнять свою функцию с точки зрения пароизоляции. С помощью строительного степлера фольга крепится к стропилам так, чтобы глянцевая сторона была обращена внутрь, то есть на чердак.

В качестве утеплителя чаще всего используется синтетический хлопок (минеральный или каменный), который продается в рулонах или матах. Утеплитель раскладывается в промежутках между стропилами и покрывается слоем гидроизоляции.Раньше для этого использовался рубероид, но сегодня он уступил место диффузионной мембране.

Если пространство под коньком крыши не было закрыто, то естественная вентиляция не даст развиться грибкам и плесени внутри «пирога».

Конечно, в вопросах монтажа двускатная полускатная крыша значительно превосходит двускатную крышу за счет более простой конструкции и меньших затрат на установку. Но если говорить об окончательном результате, то ничто не может сравниться со сложной красотой двускатной крыши.Фото полувальмовой четырехскатной крыши хорошо демонстрируют красоту этого решения.

И при этом второй вариант дает гораздо больше места для оборудования мансарды, которое можно укомплектовать инструкциями, фото и видео стропильной системы полаватной кровли, предоставленными в Интернете.

Выбор кровельного материала для полушатровой кровли

Большое значение при создании красивой и надежной кровли имеет выбор кровельного материала. Давайте посмотрим на некоторые из самых популярных решений и на то, как они соответствуют требованиям.

В процессе монтажа и эксплуатации кровля сталкивается с рядом внешних факторов, которые по-разному влияют на нее. Среди них: осадки, сильный ветер, «снежные шапки», воздействие ультрафиолета и значительные температуры. При выборе подходящего материала следует руководствоваться этими данными.

Асбестоцементные листы, или шифер, — недорогой и достаточно прочный рубероид. Он имеет ряд преимуществ, таких как пожаробезопасность, высокая устойчивость к перепадам температур, устойчивость к коррозии и развитию плесени и грибка.Сланец никогда не сгниет и не потеряет свой внешний вид на солнце. Для придания более эстетичного вида и улучшения технических характеристик асбестоцементные листы можно красить.

Сланец — достаточно стойкий кровельный материал.

Для полушатровой кровли этот материал не подходит по двум причинам:

такое недорогое покрытие не будет выигрышно смотреться на столь сложной конструкции;
Сланец — довольно хрупкий материал, и его точная резка потребует много времени и усилий.

Металл тоже вполне доступный материал, но гораздо более привлекательный. Длительный срок службы (до 30 лет с учетом службы) и отличные технические характеристики сделали это покрытие лидером в своей ценовой категории. Материал совершенно не боится перепадов температур и механических нагрузок. Широкая цветовая гамма, представленная на рынке, позволяет подобрать оттенок на любой вкус.

Главный плюс металлочерепицы — небольшой вес и, соответственно, небольшая нагрузка на стропильную систему полушатровой кровли.

Металл — лучший вариант по соотношению цены и качества

Из недостатков этого материала можно выделить целостность листов, отделка которых для полаватровой кровли требует определенной сноровки и сноровки. И, конечно же, очень низкий показатель звукоизоляции. В конце концов, все мы знаем звук падения капель дождя на металлическое покрытие.

Композитная черепица — один из подвидов металла, который широко встречается в продаже. Такое покрытие дороже, но имеет лучшие технические характеристики.Из недостатков отмечается только большой вес материала.

Гибкая кровля идеальна для полушатровой кровли. Битумная черепица продается в рулонах и легко разрезается на кусочки нужного размера. Это позволяет легко проектировать участки с высокой архитектурной сложностью. Среди технических характеристик можно выделить:

легкий материал;
огнестойкость и водонепроницаемость;
огромный выбор цветовых и стилистических решений;
устойчивость к плесени и гниению.

Керамическая плитка, пожалуй, самый старый из предлагаемых материалов. Кровля выложена из отдельных элементов, которые обгорели при очень высокой температуре. Это экологически чистый материал, устойчивый как к высоким, так и к низким температурам. Несомненно, у этого материала самый большой срок службы — до 150 лет.

Такое покрытие прекрасно подойдет для полушатровой кровли при условии высокой прочности и надежности стропильной системы, так как керамическая черепица имеет очень значительный вес.

Еще одна особенность этого материала — хрупкость отдельных элементов. Однако это компенсируется простотой ремонта и возможностью замены каждой детали в отдельности.

Самый прочный вариант кровли — керамическая черепица

Деревянный пол или черепица. Экологичный и очень красивый вариант. Составляющие элементы — это небольшие доски из любых пород дерева — дуба, бука, осины и всех видов хвойных пород.

Профнастил. Своей популярностью данный материал обязан хорошим характеристикам в сочетании с доступной ценой.Главное достоинство такой кровли — экономичность, но есть и другие достоинства:

легкий вес;
простота транспортировки и укладки;
длительный срок службы;
устойчивость к коррозионным повреждениям;
большой выбор оттенков.

Профнастил оцинкованный имеет доступную цену и хорошие прочностные характеристики

Однако, как и металл, этот материал довольно шумный во время дождя и града. Он также может быть подвержен коррозии при наличии механических повреждений, вызванных неправильной транспортировкой и установкой.Кроме того, укладка профнастила на полуаватную крышу, как и других листовых материалов, осложняется необходимостью вырезания отдельных элементов.

Как видим, создание полаватровой кровли своими руками хоть и не простая, но вполне выполнимая задача. Продумав все этапы и постепенно соблюдая алгоритм, вы сможете придать своему дому оригинальный вид, сделав его еще более уютным и красивым.

Стропильная система и покрытие

Кровля полускатная, стропильная система которой сложна, относится к категории шатровых конструкций.В нем бедра не выставлены на полную высоту ската. Сегодня часто используется этот вариант кровли, так как он имеет красивый внешний вид и интересную форму.

Полувальмовая крыша — отличная защита от сильного ветра и лишней влаги.

Такая крыша оригинальна за счет использования дополнительных деталей (вышек и других элементов).

В большинстве случаев такую крышу устанавливают на дома с небольшой площадью, так как пространство под ней часто используют как чердак.Под этой крышей можно легко устроить дополнительную комнату, а в некоторых случаях и несколько. Полувальмовая крыша — отличная защита от сильного ветра и лишней влаги.

Недостатком конструкции такого типа является высокая стоимость и сложность расчета материалов. Крыша имеет большую поверхность, поэтому будут немалые трудозатраты.

Как рассчитать аналогичную крышу?

Формула для расчета необходимого количества материала для стропильной системы полушатровой кровли.

Определить площадь крыши очень просто. Для этого разделите крышу на несколько фигур.

При расчете голландского дизайна необходимо разбить откосы на прямоугольники и трапеции. Площадь первой фигуры можно вычислить, умножив ее стороны. Чтобы определить площадь второй фигуры, нужно сумму оснований умножить на высоту и разделить произведение на 2. Далее нужно сложить полученные значения и умножить их на 2. В результате можно получить площадь склонов.

Затем вычисляется площадь треугольников. Для этого длину основания фигуры умножьте на высоту и разделите на 2. В конце следует прибавить площадь откосов, чтобы получить общую площадь конструкции.

Для расчета датской кровли нужно скат разделить на прямоугольник и несколько треугольников. Площадь первой фигуры следует рассчитать указанным выше методом. Площадь треугольника равна произведению его катетов, которое нужно будет разделить на 2.Далее необходимо сложить значения площади первой фигуры и нескольких треугольников. В результате удастся получить площадь пандуса. Полученное значение нужно умножить на 2.

Далее необходимо рассчитать площадь вальмовых спусков. Полученное значение нужно умножить на 2. Если сложить эти значения, можно получить площадь крыши.

Вернуться к содержанию

Существующие типы стропильных систем полушатровой крыши

Схема полушатровой крыши представлена на рис.1. Этот продукт имеет сложное устройство. Трапеции в этом случае будут заменены многоугольниками.

По типу шатровой кровли делятся на:

голландский. В нижней части шатровая отделка, а к свесу карниза фронтон в виде трапеции.
датский. Выполняются в обратном порядке. От карниза отходит шатр трапециевидной формы, над которым расположены небольшие треугольные фронтоны.

Голландское кровельное строительство

Под потолком мансарды находится чердак, вентиляция в котором будет обеспечиваться через окна.Эти элементы нужно вмонтировать в фронтоны.

Чтобы построить эту крышу, вам нужно подготовить много материалов. В процессе возведения полувальмовой четырехскатной крыши будут использоваться различные элементы, основные из которых: стропила разного типа, упоры, подкосы и фермы.

Монтаж — дело непростое, поэтому первым делом следует спроектировать крышу и произвести расчеты. Стропильная система полушатровой крыши должна быть сконструирована следующим образом:

Рисунок 1.Схема поливальтовой крыши.

Перед укладкой мауэрлата потребуется сделать железобетонный пояс по периметру частного дома с установкой крепежа под брус. В качестве застежек можно использовать шпильки, которые ставятся с шагом 10-12 см. Для упрощения монтажа рекомендуется вставлять шпильки в местах, не совпадающих с креплением стропильных ног к бруску.
Далее необходимо уложить слой изоляционного материала и смонтировать мауэрлат.Это планка, которая нужна для привязки стен к крыше здания. Он распределит нагрузку со стропил на верх частного дома. Мауэрлат крепится гайками, которые накручиваются на шпильки. В этом варианте укладывать мауэрлат следует на боковых откосах. На вальмовых спусках монтируется на верхней части фронтонов и фиксируется анкерами. Элемент можно изготовить из бруса 150 × 50 мм.
Следующим шагом будет установка коньковой рейки. Это важная часть стропильной системы.Это турник, который устанавливается в верхней части кровли. Его следует разместить между откосами. Элемент нужен для крепления стропил.
В голландской кровле стропильная система предусматривает устройство вальмовых откосов с использованием различных стропильных ног, длина которых может варьироваться в соответствии с конструкцией. Наклонные стропила монтируют от углов здания до конца конькового прогона. У них будет максимальная нагрузка.
Носовые элементы одной частью крепятся на фронтоне мауэрлата под бедром, а другой — на конце коньковой планки.
К основному мауэрлату и коньку крепят обычные стропила боковых откосов.
Стропила крепятся наклонными опорами.

Наиболее подходящей породой для стропильной системы полушатровой кровли является сосна.

Если было принято решение построить полускатную крышу своими силами, то вам следует нести ответственность за выбор материала для изготовления деталей стропильной системы. Рекомендуется использовать рейки сечением 150 × 50 мм. Самая подходящая порода дерева — сосна.Если приходится выбирать из твердых пород дерева, то следует отдать предпочтение лиственнице. Материал должен быть сухим, чтобы предотвратить деформацию устройства при дальнейшем использовании. Дополнительно потребуется произвести обработку дерева составом против микробов.

При наличии больших пролетов необходимо будет усилить систему с помощью упоров. Стропильные ноги в большинстве случаев укрепляют с помощью ферм.

Раскосы и упоры — это дополнительные стержни, поддерживающие элементы основной конструкции.Шпренгель — это балка или приспособление, укрепляющее основное здание. Все эти детали будут основаны на плитах или балках перекрытия. В последнем случае вам нужно будет использовать затяжки.

Далее необходимо будет приступить к завершающему этапу строительных работ: устройству обрешетки, гидроизоляционного материала и кровли.

Как сделать датскую крышу такого типа?

Рисунок 2. Схема конструкции датской кровли.

Подобная крыша представляет собой конструкцию, сочетающую в себе обычную двускатную крышу и вальм.Большой чердак, как и в голландском дизайне, можно использовать как чердак.

Строительство по датскому проекту — более дорогой вариант по сравнению с голландским. Однако в случае точного расчета такая крыша будет иметь отличный внешний вид и сможет обеспечить надежную защиту всего здания.

Для установки датской стропильной системы вам потребуются такие элементы:

Рейки
штанга коньковая;
стропильные ноги набедренные, обыкновенные и угловые;
опорных досок;
шпренгелей;
затяжек.

Монтаж этих элементов осуществляется по тем же правилам, что и для голландской кровли, однако есть некоторые отличия. Датская крыша представляет собой изделие со сложными скатами. Схема этого здания представлена на рис. 2.

В датском исполнении стропила пандусов в виде трапеции не подходят к коньковой балке, а опираются на верхнюю часть бревенчатого бруса, который ставится на основания фронтонов и крепится к стропилам здания. боковые пандусы.Внизу элементы будут опираться на мауэрлат.

Прибину можно закрепить гвоздями. Чтобы укрепить этот блок в местах фиксации, вам понадобятся подкосы. Они крепятся снизу основания.

Вдоль верхней части шатровых откосов следует формировать небольшие фронтоны, в которых в большинстве случаев устанавливается небольшое окно. В шатровой части пандусов могут быть встроены световые окна.

Стропильные ноги, балки и блок конька должны быть изготовлены из материала одной породы дерева и иметь одинаковое поперечное сечение.

В противном случае конструкция усложнится, могут появиться перекосы и придется проводить ремонтные работы.

Двускатную крышу или любую другую полаватровую крышу соорудить сложно, но если соблюдать технологию, то в процессе строительства проблем не возникнет.

Стропильная система полускатной крыши

Стропильная система полускатной крыши: подробная инструкция по установке

Полувальмовая двускатная крыша — мансардная (или как ее еще называют «шатровая») крыша домов, подсобных помещений и других построек, имеющая два срезанных треугольных пика, расположенных над торцевыми стенами.Такая конструкция очень проста, но в то же время долговечна. Квадратная шатровая крыша имеет форму пирамиды.

Полушатровые домики могут иметь две треугольные стороны и две трапециевидные. Половатка прямоугольного плана имеет четыре трапециевидные стенки. Они практически всегда располагаются с одинаковым уклоном, что делает их симметричными относительно осевых балок кровли. Поверхности тентов имеют постоянный уровень облицовки, поэтому водосточную систему можно установить по кругу вокруг крыши.В большинстве случаев хозяева также монтируют мансардные откосы или окна.

Достоинства и недостатки полаватровой крыши:

При такой конструкции чердачное пространство намного меньше, чем при устройстве двускатной крыши;
Сложнее убирать, проводить плановый ремонт;
Кроме того, для обслуживания полубедра потребуются специальные аэраторы с функцией принудительной вентиляции;
Главное достоинство этой конструкции — прочность.Такую крышу можно установить в экстремальных климатических условиях, районах с сильным ветром или у моря;
У нее очень красивый вид, она эффектно смотрится как в городе, так и в условиях дачного поселка;
Благодаря низкому профилю такая крыша обладает хорошей виброустойчивостью.

Как накачать полубедро

Проекты домов с полушатровой крышей легко разработать в домашних условиях, имея чертеж. Это основа любой конструкции, дома можно бесплатно пользоваться программой AutoCAD.

Технология возведения кровли довольно простая, предлагаем рассмотреть, как построить полавальтовую крышу своими руками с фото:

Измерьте длину общих стропил, вальмовых балок и спинных досок. После этого нужно рассчитать периметр крыши постройки. Обычные стропила — это те, которые идут от верхней стены до вершины крыши. Полу-шатровая проходимка по коньку, где две стороны соединяются на крыше. Спинальная доска проходит по верхней части кровли, где совмещены общие стропила и вальм.Очень важно, чтобы длина стропил соответствовала размеру крыши.
Измерьте размер общих стропил, и рассчитайте необходимый параметр в соответствии с желаемой площадью или углом наклона крыши.
Обрежьте стропила нужного размера. Советуем прибавить к необходимой длине стропил 50 см, эту погрешность необходимо создавать;
После этого вырежьте опорные балки и сделайте из них каркас. Для будущей обрешетки. Расставить стропила нужно с интервалом 50 сантиметров.Этот показатель может меняться в большую сторону в зависимости от площади кровли и материала, используемого для покрытия;
Отметить вдоль стены места, где будут располагаться стропила;
Расположите стропила по периметру крыши, установите конек на желаемой высоте;
С помощью специальных кронштейнов закрепите балки на стене. Это необходимо для обеспечения им дополнительной защиты и жесткости;
Далее схема немного меняет направление. Обрешетка ставится от центра крыши, при размещении примерно 50% досок нужно начинать работу с вальмовых стен.Для этого от угла стены до конька укладываем балку, образуется диагональная плоскость, так же поступаем и со второй стеной. Доски крепятся на коньке и у основания с помощью саморезов и стоек. Для скатной кровли большое значение имеет угол наклона. Вальмовый откос часто совпадает с чердаком. В среднем это от 35 до 60 градусов;
Далее нужно соорудить кровельный пирог.

Крыша полускатная — СМД своими руками

Устанавливаем на балки листы тонких предварительно обработанных покрытий, чаще всего это фанера или полимерная пленка.Устанавливается такая накладка без нахлеста, но стыки желательно обработать герметиком.

Монтаж стропильных балок осуществляется с помощью специальных инструментов, также советуем показать свои расчеты, чертежи и схемы специалисту перед началом работ, он поможет проверить правильность и правильность их выполнения.

Расчет кровли

Стропильная система полушатка должна быть четко рассчитана, для этого понадобятся следующие формулы:

Чтобы узнать высоту крыши необходимо: h = (ß tan a) / 2

Для расчета диагоналей бедра необходимо использовать следующее уравнение:

e = b / (2 cosa)

Исходя из того, что у нас есть, вы можете узнать площадь скатной крыши, чтобы рассчитать количество материала для покрытия:

d = (h4 + (b / 2) 2 + (b / 2) 2) 2

Это было вычислено по площади одного четырехскатного треугольного бедра, чтобы узнать общую площадь крыши, необходимо суммировать площадь четырех треугольных фигур или двух треугольников и двух трапеций (с прямоугольным полубедром) .

Для более точного результата все проемы в кровле нужно убрать из полученного числа — это дымоходы, слуховое окно, водосточные системы, люки для аэраторов.

Как накрыть крышу

Устройство половинной крыши достаточно прочно, чтобы выдержать вес любого строительного материала, но для покрытия лучше всего использовать кровельное покрытие. Перед установкой металлического материала обязательно оставьте вентиляционное отверстие.

Также часто используется плитка, которая в данном случае намного выгоднее, битумная, она легче керамической и металлической.В классическом варианте используются деревянные доски.

Такая архитектура отлично смотрится как на одноэтажных домах, так и на двухэтажных. В наше время все более популярной становится двускатная полувальмовая крыша, но ее устройство достаточно сложно для самостоятельного исполнения, к тому же нецелесообразно монтировать ее при сильном ветре.

Вальмовая крыша: стропильная система

Сегодня вы можете выбирать из различных типов кровельных конструкций, ведь есть возможность уделить больше внимания дизайну дома.Поэтому в загородных поселках все чаще встречаются постройки с четырехскатной крышей. И хотя двускатные конструкции по-прежнему довольно популярны, первые постепенно опережают спрос. Это понятно; нельзя запретить жить красиво. К тому же под четырьмя скатами крыши легко организовать жилое или офисное пространство, а на скатах установить мансардные окна.

Три вида четырехскатных крыш.

Давайте разберемся со всеми конструкциями, а точнее с их стропильными системами.

Ферма скатной крыши

Чтобы понять, из каких элементов состоит кровельная система скатной кровли (схема находится на фото ниже), нужно понимать, из каких конструктивных элементов она состоит в целом. Это четыре ската в двух равных парах. Большие склоны имеют трапециевидную форму, два маленьких — равнобедренные треугольники.

В конструкции обязательно присутствует коньковая балка, только она укорачивается, то есть ее длина не равна длине пролета кровли. А поскольку форма скатов крыши разная, то стропила, используемые для ее возведения, тоже будут иметь разную длину, чтобы можно было правильно формировать скатные плоскости.Сами стропила имеют свои названия.

Элемент, соединяющий коньковый брус с углом постройки, называется стропилами.
Укороченные элементы, соединяющие мауэрлат и наклонную стропильную ногу, называются пауками.
Стропила, одна кромка опирающаяся на мауэрлат, а вторая на коньковую балку, называются обыкновенными.
Есть стропильные ноги, которые упираются верхним концом в конец коньковой балки. Их три: два с соседних трапециевидных спусков, один с треугольного.Они соединяются вверху в сложный узел, здесь соединяются сразу четыре элемента. Так эти стропила называют центральными.

Шатровая крыша (стропильная система) — довольно сложный комплекс, который невозможно построить своими руками, если вы не являетесь специалистом в этом деле. Большое количество различных элементов требует точной настройки. К тому же существует огромное количество стыков, требующих особого подхода. Конечно, с появлением современных крепежных изделий в виде металлических фасонных изделий процесс установки значительно упростился.И все же это не дает права непрофессионалам строить стропильную систему вальмовой кровли — схема ее не проста.

На что еще нужно обратить внимание, приступая к возведению вальмовой крыши со стропильной системой. Конечно, оптимально, если на нем уже есть проект. Он решает все проблемы, связанные с количеством стропил, их размером, частотой установки и требованиями к монтажу. Но если на небольшую постройку возводится шатровая крыша, то ее чертеж, сделанный даже своими руками, позволит правильно оценить свои силы.Плюс ко всему вы сможете точно рассчитать необходимое количество всех используемых материалов, что обеспечит правильный подход к расходу строительного бюджета.

Итак, шатровая крыша (стропильная система), чертеж которой нарисован, подготовлена к сборке. Для этого закупается брус сечением 100 × 100 или 200 × 200 мм для мауэрлата и коньковый брус, доски сечением 50 × 150 мм для стропил. Необходимое количество указано на чертеже или конструкции крыши.

Ферма полускатная

Полуаватная крыша (стропильная система) — это треугольный скат, в котором присутствуют фронтоны.Следует отметить, что это самое сложное сооружение из всех четырехскатных. Она приехала в Россию из западно-северных стран, поэтому сегодня различают две структуры: голландскую и датскую. И уже на их основе разработано множество вариаций. На фото ниже: Рис. 1 — голландская конструкция, Рис. 2 — датская.

Рассмотрим устройство полаватровой кровли и ее стропильной системы. Включает:

Подвесные или многослойные стропила, соединяющие мауэрлат и конек здания.По сути, они центральные и в то же время обычные. В этом типе кровли их наибольшее количество, ведь основной трапециевидный скат занимает большое место в кровельной системе дома.
Наклонные (угловые) стропила в этой конструкции укорачиваются, так как они не соединяются с коньком. Их верхний конец упирается в последние центральные стропильные ноги, где они фиксируются. Размер накосников может быть разным, это зависит от выбранной формы бедра. То есть, если бедро покатое, то накосники должны быть короткой длины, если крутые, то наоборот.При крутом склоне вальм размер фронтона уменьшается.
В полушатровой стропильной системе также имеются укороченные центральные элементы, являющиеся основой шатровой рампы, расположенной под фронтоном. Нижними краями они упираются в мауэрлат, верхними краями в специальную горизонтальную балку, называемую отверстием. Делают его из той же доски, что и сами стропила.
И, конечно же, в полушатровой крыше пауки. Они расположены на всех четырех скатах и упираются своими верхними торцами на наклонные наклонные стропила.

Что касается двускатной части крыши, то она образована двумя центральными стропильными ногами и отверстием для укороченных центральных элементов. По сути, это малогабаритный треугольный проем, который закрывается и украшается. Если он большой, то в него устанавливаются вертикальные стойки, если нет, листовой материал крепится к стропилам.

Процесс сборки полускатной крыши выглядит следующим образом:

Первая смонтированная коньковая балка. Устанавливается на опорные стойки.
Затем на него укладывают центральные стропила.
Далее, накосные элементы.
После чего установка отверстия.
И последними будут установлены пауки на всех пандусах.

Ферменная конструкция крыши

Стропильная система крыши представляет собой простейшую схему, поскольку представляет собой четыре одинаковых ската в виде равнобедренных треугольников. Поэтому стропил в нем не очень много. Есть четыре наклонных элемента, четыре центральных, которые соединяют мауэрлат и точки соединения всех стропил.А также несколько наростов на каждом скате, которые, как обычно, упираются в носовые элементы.

На самом деле собрать стропильную систему тентовой кровли своими руками несложно. Самый сложный узел — это сама точка соединения всех стропильных ног. Но если возводимая крыша большая, то на помощь приходят дополнительные элементы, на которые будут опираться стропила. Именно они упрощают сам процесс установки. Обычно в центре крыши устанавливается опора, на которую верхними краями ложатся стропильные элементы.Поддержка может быть разной. Например, столб, четырехугольная конструкция с четырьмя столбами и так далее.

Помимо стропильных ног в конструкцию тентовой крыши со стропильной системой входят и другие элементы, составляющие ее неотъемлемую часть. А именно:

Ригель. Этот элемент является промежуточной частью соединения стропил между собой на коньке.
Кровати представляют собой мауэрлат, устанавливаемый внутри конструкции крыши. Их обычно кладут либо на стену, оказавшуюся внутри постройки, либо на столбы, служащие опорными элементами.
Прогоны — горизонтальные брусья, расположенные под средней частью (по длине) стропил. Этот элемент обычно используют, если под него можно установить опоры.
Шпренгели — это опорные стойки из бревен, брусьев или двойных досок.

Все вышеперечисленные элементы являются составными частями стропильной конструкции, и именно они повышают ее прочность и надежность. Их наличие — повышение безопасности эксплуатации кровли в целом.

Параметры стропильной системы

Шатровая крыша (стропильная система), шатровая или полувальмовая, представляет собой набор стропильных ног.Но тут возникает вопрос, какое их оптимальное количество считать надежным. На это влияет большое количество различных факторов. Например, расстояние между ножками, их сечение, тип кровельного материала, высота конструкции, сколько снега выпадает в том районе, где строится дом.

По мнению специалистов, основным параметром является первый из вышеперечисленных. Поэтому стоит рассмотреть различные комбинации.

Если длина стропил 3 м, а сечение 80 × 100 мм, то расстояние между ними должно быть в пределах 110-135 см.
Длина 3-4 м, сечение 90 × 100 мм, расстояние 140-170 см.
Длина 4-5 м, сечение 80 × 200 мм, пролет 110 × 135 см.
Длина 5-6,5 м, сечение 120 × 220 мм, зазор между ними 110 × 140 см.

Это далеко не весь перечень, но он уже показывает, что и как влияет на кладку стропильных ног. Кстати, чем тяжелее рубероид, тем чаще подходят стропила, то же касается и снеговой нагрузки.

Вот фото вальмовой крыши (стропильной системы), на которой хорошо видно, как часто кладут ножки, ведь крыша будет покрыта тяжелым материалом.Вместе со снегом он создаст приличные нагрузки, которые должны выдерживать стропила. Если, например, для покрытия кровли используется настил марки НС-75, то стропила можно устанавливать с интервалом до 3 м. Ведь сам профильный настил имеет большую несущую способность.

Как видите, стропильная система крыши — это конструкция, обеспечивающая всему дому надежность и безопасность его эксплуатации. И не важно, какая крыша возводится, каких размеров и форм, важно правильно рассчитать размер ножек, точно выбрать их сечение и правильно установить.Не забывайте, что крепление стропильных элементов — важнейшая составляющая, от которой также зависит сохранность конструкции.

Устройство и расчет стропильной системы полушатровой кровли

Крыши полускатные (голландские) не относятся к числу самых популярных кровельных конструкций из-за некоторой сложности исполнения. Такие крыши удачно сочетают в себе все достоинства обычных двускатных и шатровых крыш. В регионах с сильными ветрами оправдано возведение полувальмовых конструкций, что позволяет снизить негативное природное воздействие на кровлю.К тому же такая крыша позволяет значительно расширить полезное пространство чердака, которое можно использовать как дополнительную жилую площадь.

Торт кровельный

Успешное завершение стропильной конструкции позволяет приступить к созданию «кровельного пирога». Структура которых может незначительно отличаться в зависимости от типа кровельного материала, предназначенного для использования. Однако основные элементы кровельного торта остаются неизменными:

Обрешетка монтируется прямо на контррешетку и укладывается кровля.

Расчет каркаса двускатной полускатной крыши

Самым ответственным моментом при возведении кровли является расчет стропильной системы. Они относятся к категории достаточно сложных, поскольку должны учитывать не только вес самой кровли с учетом всей площади поверхности, но и технические характеристики кровельного материала, а также особенности климатических условий. условия, включая дождевые, снеговые и ветровые нагрузки.

Кроме того, в конструкции есть несколько сложных моментов, связанных с перерасходом кровельных материалов и стропил, что связано со значительным количеством отходов при сборке и обшивке полубальтов.

Именно поэтому расчет каркасной конструкции целесообразно доверить профессионалам или воспользоваться специальными компьютерными программами.

Устройство стропильной системы

Несмотря на некоторые особенности, стропильная конструкция голландской кровли аналогична любой кровле на основе установки мауэрлата. Для этого необходимо установить на верхнюю часть стен опалубку с заранее установленными стойками, для чего выдерживается шаг 120 см и диаметр порядка сантиметра.Далее заливается армопояс и после закрепления бетонного основания устанавливается мауэрлат.

Начальный этап непосредственного монтажа стропильной системы характеризуется укладкой гидроизоляционного слоя, для чего необходимо сформировать отверстия в опорных брусках подходящего диаметра.

Затем следует надеть балку мауэрлата на смонтированные шпильки и закрепить шайбами и гайками. С этого момента начинается строительство стропильной системы с установкой стропил, которая может быть представлена кладочным или навесным вариантом.

Устройство стропильной системы

Выбор стропильной конструкции зависит от особенностей конструкции с учетом ее размеров и наличия или отсутствия в здании промежуточных опор несущего характера.

Конструктивно подвесные стропила имеют упор исключительно на мауэрлат, что позволяет передавать на стены значительные распорные силы. Чтобы предотвратить разрушение этих стен, стропила необходимо оборудовать в нижней или верхней части специальными затяжками.

Стропила различаются акцентом на мауэрлат — на внутренние несущие элементы или конструкции. Конечно, слоистый вариант стропильной системы имеет меньший вес, что способствует значительной экономии при покупке стройматериалов. К тому же этот вид двускатной крыши более устойчив к сильным ветровым нагрузкам.

Правила установки и монтажа

Для получения надежной и прочной конструкции следует придерживаться технологии монтажа и основных правил крепления всех элементов.

Общая последовательность всех действий, выполняемых при возведении стропильной системы полушатровой конструкции:

хозяйственная установка;

№

отсутствие упора на фронтоны позволяет устанавливать коньковый брус на временные опоры с последующим соединением кромки конька с углами фронтона с помощью раскосов;
стык конька и подкоса снабжен сложным трехплоскостным разрезом;
крепление на установленных участках укороченных стропильных ног с основных откосов, а также на стропилах с полушатровой части;
усиление установленных ферм с помощью пары балок для сжатия верхнего сегмента и растяжения нижнего.

После крепления поперечных балок процесс монтажа стропильного каркаса завершается и необходимо оборудовать кровельный пирог.

Обобщить

Полускатная двускатная крыша имеет некоторые особенности, которые связаны с тем, что часть веса приходится на трапециевидные фронтоны. Именно по этой причине эту часть каркаса следует делать максимально прочной.

Особенностью коньковой балки является наличие дополнительной сжимающей нагрузки, что требует выполнения этого элемента из бруса большего сечения.

Несмотря на то, что поливальтовая крыша не отличается простейшей конструкцией и ее установка дается далеко не всем, эстетика и функциональность такой кровли не оставляют равнодушными даже заядлых скептиков.

Крыша двускатная полускатная: стропильная система и конструкция

Двухскатная двускатная крыша — это не только красивая с точки зрения архитектуры, но и очень практичное решение, позволяющее получить одновременно и просторный мансардный этаж, и надежную, прочную крышу.Помимо эффективной защиты всех частей здания от воздействия атмосферных осадков, поливальмовая конструкция крыши обеспечивает высокую устойчивость к самым интенсивным ветровым нагрузкам. Все эти преимущества привели к высокой популярности этого вида кровли в сфере индивидуального строительства.

Варианты полускатной крыши

При выборе кровельного материала и угла наклона скатов полаватровой кровли в первую очередь учитывается значение нормативной снеговой нагрузки, принятой строительной климатологией для региона, в котором осуществляется строительство. учетная запись.При высоких значениях уклон пандусов увеличивают, а свесы делают меньше; на низких — наоборот: уклоны делают более пологими, а свесы увеличиваются.

Следующим фактором, влияющим на наклоны скатов и форму крыши, является назначение чердачного помещения. Как известно, каждый скат полувальмовой крыши состоит из двух трапециевидных плоскостей, имеющих разный уклон. Если хозяин намерен использовать чердачное пространство как жилое помещение, верхнюю часть пандуса делают более пологой и длинной.

Стропильная система

Единственный недостаток полаватровой кровли — сложность стропильной конструкции, которая включает, помимо основных элементов, множество дополнительных элементов, без которых система не имела бы необходимой прочности и жесткости.

Сборка стропильной конструкции начинается с установки мауэрлата, задача которого — равномерно распределить передаваемую стропилами нагрузку на верхнюю плоскость стены. Сечение балки мауэрлата должно иметь ширину 150 мм и высоту 100 или 150 мм.

Мауэрлат укладывается на два слоя рулонной гидроизоляции и крепится к стене: к деревянной — скобами, к кирпичу — шпильками, монолитным в железобетонном поясе, специально сооружаемом поверх кирпичной кладки.

Шпильки изготавливаются из металлического стержня диаметром 10 мм и устанавливаются с шагом 1,2 м таким образом, чтобы по окончании монтажа всей стропильной системы они находились между стропилами. Длина свободного конца шпильки после укладки мауэрлата должна составлять 2 — 3 см.Просверливание крепежных отверстий в мауэрлате, а также обработка бруса антисептиком производятся заранее.

После укладки и фиксации мауэрлата устанавливаются стойки и конек. Главное требование этой относительно несложной операции — строгая вертикальность стоек, которая проверяется отвесом.

На следующем этапе устанавливаются диагональные (наклонные) стропила, соединяющие концы конька с углами дома. Эти стропила имеют большую длину, чем обычные, и несут повышенную нагрузку, поэтому их площадь поперечного сечения удваивается.Для этого, как правило, скрепляют между собой две доски или балки, служащие материалом для обычных стропил.

Стропила, основанные на диагональных, называются стропилами. Их, как и обычные стропила, устанавливают на следующем этапе. По окончании монтажа стропила укрепляют опорными стойками или подкосами, опираясь на плиты или балки перекрытия; для стропил используется ферменная ферма. Стропила размещают таким образом, чтобы они опирались на диагональные стропила в разных точках. В этом случае нагрузка будет распределяться равномерно по всей длине диагональных стропил.Для большей устойчивости к ветровым нагрузкам стропила дополнительно крепятся к вбитым в стену костылям, для чего используются проволочные нити. На закрепленные стропильные ноги укладывают обрешетку.

Каждый деревянный элемент перед сборкой ферменной конструкции необходимо обработать антисептическими и противопожарными составами.

Пирог с двускатной крышей

Самым главным элементом кровли является пароизоляция, лучшим материалом для которой считается пленка из фольги. Крепится к нижней плоскости стропил фольгой вниз с помощью строительного степлера.Фольга должна быть алюминиевой, так как она не подвержена коррозии.

Следующий слой — утеплитель — чаще всего выполняется из минеральной ваты, которую кладут между стропилами. Предотвратить раздавливание минеральной ваты невозможно, ее нужно фиксировать с некоторым натяжением.

Кровельный пирог комплектуется гидроизоляционным слоем и кровлей. Между ними должен быть зазор, за счет которого будет осуществляться вентиляция подкровельного пространства.

Устройство для раскладки и распиловки стропил Fast Jack

Проработав строителем 45 лет, я научился ряду полезных трюков по обрамлению.Один из таких приемов — это техника быстрого обрамления вальмовых крыш — в основном, упрощение процесса выкладки и резки стропил домкрата. Я предполагаю, что довольно много плотников измеряют и устанавливают домкраты по одному после того, как бедренные стропила на месте. Это занимает много времени и в этом нет необходимости. Следующий метод поможет увеличить скорость установки и уменьшить количество обрезков и отходов материала при изготовлении домкратов для стандартной вальмовой крыши.

Прежде всего следует отметить несколько моментов.Во-первых, вам нужно разложить домкратные стропила на плите в их правильных центрах, чтобы вы могли заранее определить их длину. Вам также необходимо проверить длину обычных стропил (я обычно вырезаю пару пробных стропил и устанавливаю их на место, чтобы убедиться, что они подходят). После того, как я определил длину обычного стропила, я могу установить скамейку и разрезать все домкраты и опоры на земле без особых измерений и царапин на голове.

Используя выкройку из обычного стропила, я могу быстро выложить все домкраты на моем стропильном складе.Я прорисовываю и обрезаю пасти и хвосты стропил на обоих концах стропильной балки одновременно. Затем я делаю надрезы отвесом, из которых получается два стропила. Эта система работает независимо от того, строите ли вы небольшую шатровую крышу, вроде этой, или монструозную крышу с шатрами и впадинами длиной 40 футов.

Ремонт бассейна, над которым я недавно работал, дал мне возможность продемонстрировать этот метод в небольшом масштабе. Моя компания добавила второй этаж и шатровую крышу к существующему одноэтажному домику у бассейна.Вальмовая крыша 7: 12 обрамлена простыми и домкратными стропилами 2×6 с центрами 16 дюймов и коньком 2×8. Для «Птичьего пасти» я поставил сиденье 3 ½ дюйма, а для хвоста стропила — 12-дюймовый выступ с подфасцией высотой 2 ½ дюйма (вертикальный разрез), что диктовало ровный разрез на пятке.

Нажмите для увеличения

Чтобы выложить домкратные стропила, я использую выкройку, сделанную из обычного стропила. Таким образом, первым шагом в вычислении истинной длины общих стропил является корректировка прогона по толщине конька (см. «Определение скорректированного прогона», расчет выше ).Пролет этого здания составлял 15 футов 8 13/16 дюймов. Я вычел гребень 2×8 (1 1/2 дюйма), что дало мне скорректированный общий пробег 15 футов 7 5/16 дюйма. Я разделил это на 2, чтобы получить скорректированный пробег для обычных стропил 7 футов 9 11/16 дюймов.

Нажмите для увеличения

Затем я рассчитываю длину обычного стропила с помощью приложения Construction Master на своем смартфоне (см. Последовательность CM выше ). В результате длина моих обычных стропил составила 9 футов 0-7 / 16 дюймов.Как только это будет сделано, я могу обрезать свои общие стропила и перейти к выкройке стропил.

Чтобы разложить выкройку (см. иллюстрацию ниже ), мне сначала нужно определить, где длинный отвес домкрата соприкасается с бедром. Для этого я обращаюсь к своему обрамляющему квадрату ( фото выше ). Я использую «разницу в длине стропил домкрата на 16 дюймов в секунду». масштаб (фото , выше среднего ), чтобы получить расстояние 18 1/2 дюйма по центру для длинной точки на крыше 7:12 (фото , вверху справа ).Я мог бы использовать функцию «домкрат» на моем Construction Master, чтобы определить это расстояние, но я предпочитаю использовать квадрат обрамления — я считаю, что его использовать быстрее; Кроме того, я могу физически разместить квадрат на схеме стропил, чтобы отметить мои длинные и короткие точки.

Нажмите для увеличения

Используя обычное стропило, я размечаю и обрезаю гребень, пасть и хвост стропила, чтобы создать образец стропила домкрата (см. Иллюстрацию , выше ). Начиная с верхнего конца стропила, я отмечаю центры 18 1/2 дюйма — 18 1/2 дюйма., 37 дюймов, 55 1/2 дюймов и так далее — вдоль одного края стропила (показано на иллюстрации , выше, и на фотографии , внизу справа ). При каждом измерении я отмечаю длинные и короткие точки для домкратов (см. Иллюстрацию , вставку, деталь и фотографию , нижний левый ) язычком обрамляющего квадрата шириной 1 1/2 дюйма. Затем я пронумерую каждую «коробку» компоновки от «1» до «5» для пяти домкратов, которые будут составлять одну сторону угла этой вальмовой крыши.

В чем разница между бедренными и долинными стропилами?

Шатровые и ендовые стропила являются элементами каркаса вальмовой и ендовой кровли.Наряду с обычными стропилами и домкратами они помогают формировать и определять угловую часть системы вальмовой или мансардной крыши. Хотя сами по себе они часто кажутся идентичными, они различаются тем, как они используются в компоновке каркаса крыши.

Разница между шатровыми стропилами и ендовными стропилами заключается в их соотношении с формой каркаса крыши и прилегающих стропил. К тазобедренным стропилам присоединяются домкратные стропила, которые спускаются вниз от стропила, в то время как стропила долины соединяются с домкратными стропилами, которые поднимаются от стропила.

Эта конфигурация отличает их. Вальмовые стропила образуют пик или гребень по отношению к соседним стропилам, в то время как стропила долины образует долину, как следует из названия. Продолжайте читать, поскольку мы более подробно рассмотрим различия и сходства между этими двумя компонентами вальмовой крыши.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовая крыша — это тип крыши, у которой все четыре стороны спускаются к нижним стенам. Она отличается от стандартной двускатной крыши тем, что имеет две дополнительные секции, которые выступают на концах коньковой доски вверху и спускаются к стенам внизу, обычно по углам.

Автономная вальмовая крыша имеет в общей сложности четыре вальмовых края. Однако, когда две вальмовые крыши пересекаются, они создают так называемую систему вальмовой крыши, увеличивая количество вальмовых краев. Долина, в свою очередь, образована пересекающимися системами крыш.

Если высота двух пересекающихся крыш одинакова, то, как правило, нет различий по размеру и форме между шатровыми и долинными стропилами. Если же одна крыша короче другой, то стропила долины будут короче вальмовых стропил по длине.

Характеристики тазобедренного стропила

Шатровые стропила используются только для обрамления вальмовых крыш или их вариантов, например, мансардных крыш. Они отличаются от стандартных стропил тем, что расположены под углом 45 градусов относительно коньковой доски. Этот диагональный угол и наклон вниз — вот что придает вальмовой крыше характерную форму или форму.

Автономная вальмовая крыша имеет четыре шатровых стропила, соединенных с концами общих стропил, соединенных с коньковой доской наверху. Поскольку они помогают выдерживать значительный вес, набедренные стропила должны быть больше по размеру (ширине и толщине), чем стандартные стропила или домкратные стропила, структурные элементы, которые крепятся как к тазобедренным, так и к впадинным стропилам.

Часто можно увидеть, как 2 × 8 сложены вдвое, чтобы сформировать бедренное стропило. Иногда 2 × 10 используются для увеличения глубины луча. Оба эти метода могут быть эффективными при укреплении стропил, чтобы предотвратить прогиб и скручивание из-за ветра, снега и веса самой крыши.

Характеристики стропил долины

В отличие от шатровых стропил, характерных для шатровых крыш, долинные стропила можно использовать в других типах кровли, где две системы пересекаются. Например, там, где соединяются две стандартные двускатные крыши, требуется ендовное стропило.Другой пример — слуховые окна используются на крышах любого типа.

В то время как шатровые стропила обычно соединяются с общими стропилами на концах коньковой перемычки, стропила долины соединяются где-то между концами, часто в середине коньковой перемычки. Если высота крыши разная, они могут вообще не соединяться с коньковой перемычкой.

Стропила долины имеют форму, аналогичную шатровым стропилам по ширине и толщине. Если две пересекающиеся кровельные системы имеют одинаковую высоту, они также будут такой же длины, как и шатровые стропила.Если, однако, одна крыша имеет другую высоту, чем другая, то стропильная балка будет короче, чем вальмовая стропила, используемая в той же кровельной системе.

Сходства между стропилами от бедра и долины

Хотя мы рассмотрели различия в двух типах стропил, есть и некоторые сходства. Оба типа стропил зачастую шире и глубже, чем примыкающий домкрат или обычные стропила. Иногда стропила вальмы и впадины формируются путем удвоения деревянных элементов, используемых для кровельной системы.

Оба типа стропил располагаются под углом 45 градусов относительно коньковой доски выше. Они оба спускаются под углом (наклоном) к своей вершине. Этот угол может быть одинаковым или изменяться в зависимости от наклона примыкающих кровельных систем и от того, встречаются ли они на одинаковой высоте.

Способ пропила стропила бедра и стропила ендовы так, чтобы он подходил к коньковой доске и стене внизу, также одинаков. Обычно это скошенный отвес (перпендикулярно уклону), где встречаются общие доски на коньковой доске выше, и скошенный отвес внизу стропила, называемый хвостовой частью.Кроме того, требуется выемка под названием «Птичий пасть» там, где они встречаются со стеной внизу.

Вот видео, в котором рассказывается о том, как обрамлять вальмовую крышу, и приводится пример соединения выемки «птичий пасть»:

Как крепятся стропила от бедра и долины?

Обычно стропила вальмы и впадины крепятся аналогичным образом. Сверху их обычно прибивают к общим стропилам, которые, в свою очередь, прикрепляют к балке конька. Это самый простой и традиционный способ крепления стропил.

Альтернативой является использование приспособлений, таких как Simpson Strong-Tie, для соединения тазобедренных стропил с краем коньковой балки. Для этого типа соединения требуется коньковая балка, которая обычно располагается под коньковой доской. Не все вальмовые крыши имеют коньковую балку, она обязательна только для крыш с уклоном менее 3 из 12.

Аналогично, там, где стропила конька соприкасаются со стеной внизу, можно использовать приспособления для соединения стропила с верхней пластиной. Однако более традиционный способ сделать это — использовать гвозди для крепления верхней пластины.Это может быть сделано путем забивания гвоздей под углом в верхнюю пластину, широко используемый метод в обрамлении, известный как гвоздь на ногах.

Заключительные ноты

Как видите, шатровые стропила и долинные стропила имеют как различия, так и сходства. Сами по себе вальмовые и долинные стропила кажутся идентичными. Их отличает не форма или размер самих элементов, а то, как соседние стропила расположены относительно них.

Вальмовые стропила служат для создания гребня, с которого могут стекать элементы (дождь и снег).Напротив, стропила ендовы создает условия, которые привлекают дренаж из элементов. Это связано с формой соединяющих секций крыши, которые направляют дождь и снег в долину.