Стропильная система вальмовой крыши: расчет угла наклона, устройство каркаса из стропил

Расчет стропильной системы вальмовой крыши: как все сделать правильно и избежать ошибок

Первое, что следует сделать перед началом строительства крыши – произвести точные расчеты. Необходимо подробное описание всех соединений и узлов, точный чертеж всей стропильной системы и утверждение этого всего опытным человеком.

Звучит сложно, хотя на деле все проще — не сложнее детского конструктора, важно только все сделать правильно. И, если ищите, как сделать расчет стропильной системы вальмовой крыши, вы найдете здесь всю необходимую информацию!

Содержание

Что собой представляет вальмовая крыша?

Итак, так что же собой представляет стропильная система вальмовой крыши? Это четырехскатная конструкция, т.е. таковая, какая имеет четыре плоскости. Такая крыша куда сложнее двускатной, зато прочнее и надежнее в эксплуатации. Да и вид у нее во всем мире признан как один из самых удачных и эстетичных.

Вот главные преимущества такой конструкции:

• Благодаря наличию треугольных торцевых скатов в вальмовой крыше можно устанавливать обычные мансардные окна.
• Ввиду отсутствия острого выступа у вальмовой крыши более высокая стойкость к разным атмосферным явлениям.
• Вальмовая крыша считается экономичной – благодаря тому, что у нее нет фронтонов.
• Временные деформации такой крыши сведены к нулю – все благодаря ее особой конструкции.
• Утепление такой крыши значительно проще, чем двускатной (нет все тех же проблемных фронтонов).
• Большая стойкость к ветровым нагрузкам местности – благодаря низким углам наклона.
• Возможность легче и проще переоборудовать чердачное помещение в удобную мансарду. А это уже ценное увеличение жилой площади дома.

Из недостатков выделим основной: стропильная система вальмовой крыши сложнее, чем у обычной, а потому монтаж ее вам обойдется дороже, хотя вы и сэкономите на кирпичной кладке.

Виды конструкции вальмовой крыши

Итак, давайте разберемся, каких типов и подтипов сегодня строят вальмовые крыши:

• Вальмовая. Это традиционная четырехскатная крыша с треугольными скатами со всех торцевых сторон.
• Крыша, у которой вальма не доходит до карниза, называется полувальмовой.
• Шатровой называют вальмовую крышу, у которой одинаковые треугольники соединены вместе одной верхней точкой. К слово, когда-то на Руси поголовно строили именно такие крыши.
• Крестообразная вальмовая крыша – более редкий вид ввиду дороговизной исполнения и высокой трудоемкостью работ. Обычно ее строят на домах со сложной планировкой или отдельно только над входными дверьми.

Разобраться подробнее вам поможет наша схема:

Как мы уже говорили, если вальма не доходит до карниза, кровля называется полувальмовой. Как раз в этих местах ставят слуховые окна, чем полностью решается проблема необходимости в наклонных мансардных окнах. Но по сложности и по стоимости сооружения полувальмовая крыша выше других.

Самый простой пример вальмовой крыши (вполне эстетичный, заметим), это крыша треугольной формы. Все скаты здесь имеют одинаковый размер, и все углы равнозначны. Если вам подходит такая высота и конструкция, тогда отдайте предпочтение именно этому варианту – вы избежите множества подводных камней и нюансов!

Единственный момент: вальмовая крыша в ее классическом варианте плоха тем, что у нее нет вертикальных плоскостей и мансардные или чердачные окна приходится располагать на наклонных стенах. В итоге такие элементы становятся самыми незащищенными в плане протечек во время дождя.

Архитектура вальмовой крыши в деталях

Для устройства конкретно вальмовой крыши опытные строители рекомендуют брать прямоугольные брусья из хвойных пород, а устойчивость всей системы подкреплять дополнительными стальными элементами. Ведь кроме самих стропил, вам в любом случае понадобятся такие строительные элементы:

• Мауэрлат – это нижняя опора для стропил.
• Прогон – это балка, которую нужно расположить параллельно мауэрлату в качестве еще одной дополнительной опоры.
• Стойки и подкосы – это опорные элементы для конструкции с так называемой многопролетностью.
• Ригели – специальные элементы, которые помогают справиться с распорами (частое явление при неправильном монтаже).
• Шпренгель – еще одни дополнительный элемент стропильной опоры.
• Лежень – специальная опора для стоек и подкосов.

Итак, строительный материал закуплен? Теперь сложите все детали в штабель или дополнительно подсушите. Главное – продумайте защиту от дождя.

Как избежать ошибок при расчете?

А теперь давайте избежим самой первой и самой досадной ошибки проектирования вальмовой крыши – отсутствия замеров самого дома. Проблема в том, что даже обученные мастера умудряются начинать работу с составления плана и чертежа крыши, но никак не работают с основой – стенами. А ведь только на первый взгляд кажется, что стены идеально ровные, все параллельно друг другу и тому подобное, а на деле далек от идеала даже совершенно новый дом. И потом, уже только в процессе строительства обнаруживаются определенные погрешности, которые мешают правильно установить первые опоры.

Поэтому первым делом, перед тем, как провести какие-либо расчеты по вальмовой крыше, вооружаемся линейкой и уровнем. Проверяем высотные отметки, параллельности стен, диагонали (правильность прямоугольных стен) и составляем обмерный план дома. Скажем, вы будете удивлены некоторым неточностям. И теперь решаем, как что будем исправлять:

• Незначительную погрешность в параллельности исправляем мауэрлатом.
• Незначительную разницу высот разных стен исправляем прокладками.
• Значительные разницы исправляем дополнительными элементами стропильной системы, которые обязательно вносим в расчеты.

Кроме того, мы рекомендуем вам делать не простой двумерный чертеж крыши, а создать объемную модель, которая даст вам четкое представление о вашей вальмовой крыше. С первого взгляда вы сможете понять, нравится вам то, что получится, или нет. Переделывать что-то довольно сложно. А помогут вам в этом современные компьютерные программы, какие достаточно много.

Если же вы ищите готовый чертеж крыши, который подходит под нужные параметры, не берите слишком подробные чертежи с латинской аббревиатурой и формулами: они нужны только тому мастеру, который сможет их читать. А чтобы вы имели представление, что конкретно вас ожидает, предлагаем вам простой мастер-класс по строительству вальмовой крыше, где хорошо видны все элементы:

Какие данные необходимы для строительства?

Вот какие параметры будущей крыши вы должны знать до того, как начнете ее строить:

1. Угол наклона крыши, с каждой стороны вальмовых скатов.
2. Угол наклона крыши с боковых сторон.
3. Точную площадь всей поверхности крыши
4. Вес будущей кровли и точную нагрузку кровельного материала на стропильную систему крыши.
5. Длину диагональных стропил.
6. Сечение стропил с учетом районных ветровых и снеговых нагрузок, шага стропил и веса кровельного материала.
7. Необходимый объем всех стропил в кубометрах.

Площадь всей поверхности вам нужно будет знать, чтобы закупить необходимое количество кровельного материала и заранее рассчитать его будущий вес:

Далее – стропила. На вальмовых крышах стропила ставят направленные к углам стен – к внутренним и к внешним, и называются накосными или диагональными. Вторые длиннее обычных стропил, и на них опираются укороченные – нарожники. В итоге такие стропила несут нагрузку уже в 1,5 раза больше обычных.

Длина диагональных стропил больше стандартной длины, поэтому их делают спаренными. Их преимущество в том, что удвоенное сечение рассчитано на увеличенную нагрузку и в итоге представляет собой цельную, не разрезанную доску. В результате конструктивные решения такой крыши получаются довольно простыми. А чтобы обеспечить многопролетность вальмовой крыши, под накосную ногу необходимо будет ставить одну-две опоры.

Если вы уже закупили леса на строительство крыши, тогда рассчитывайте шаг стропил исходя из сечения готовых досок. Если еще не закупили – ищите сейчас, перед составлением проекта. Ведь нередка ситуация, когда проект готов, а хорошую древесину получается раздобыть совсем не тех параметров, которые планировались.

Предлагаем вашему вниманию специальный бесплатный калькулятор для расчетов.

Что нужно учитывать при расчете?

Проект четырехскатной крыши – один из самых сложных. Здесь крайне важно не ошибиться в расчетах, ведь вальмовая крыша представляет собой большое количество самых разных элементов, и у каждого их них – важная функция.

Итак, уклон вальмовой крыши обычно варьируется от 5 до 60°. Исходя из этого и выбирают кровельный материал: рулонные покрытия для небольших уклонов и черепица для крутых плоскостей. Но рассчитывайте сразу, что чем больше будет угол наклона такой крыши, тем больше у вас в итоге уйдет кровельного материала. А чем меньше угол – тем прочнее придется строить каркас, ведь на него теперь будет идти немалая нагрузка.

Для окончательного решения вам придется учесть все эти факторы:

• Общий вес планируемого кровельного материала.
• Дополнительный вес гидроизоляции и утеплителей.
• Ветровая и снеговая нагрузка в вашем регионе.
• Местные особенности климата (узнайте у соседей).
• Тип стропил и наличие дополнительных элементов для поддержания прочности крыши.
• Все устройства и оборудования, которые вы собираетесь водрузить на крышу.

Учитывать ветровую и снеговую нагрузку важно для того, чтобы вашу крышу не проломили тонны снега и не сорвал лихой ветер, а погодные условия уже конкретной местности укажут на то, какие возможны деформации стропильной системы с годами (например, сырость, морской воздух и т.п.).

Заметим, что с ветровой нагрузкой у вальмовой крыши проблем обычно нет, а вот со снеговой – почти всегда. Причина в том, что у вальмовой крыши все плоскости наклонные. Плохо для ветра, но хорошо для снега.

Определились с проектом? Сделали все необходимые расчеты? Тогда приступайте!

Точный расчет стропильной системы — гарантия надежности вальмовой крыши

Стропильная система вальмовой крыши относится к сложным в расчете и проектировании конструкциям.

При правильном подходе этот этап всегда доверяется специалистам.

При отсутствии такой возможности работы ведутся поэтапно, с выбором оптимального варианта после уточнения нагрузок.

Основа и параметры для подсчетов

Расчет вальмовой кровли выполняется на этапе проектирования дома и начинается со сбора нагрузок и размерных характеристик несущих конструкций.

Основными данными служат:

• Толщина, размеры и другие особенности несущих стен и перегородок.
• Величина ветровых и снеговых нагрузок, общее количество выпадаемых осадков на участке.
• Ориентировочный тип наружного покрытия и вес кровельного пирога.

Данные параметры оказывают прямое влияние на оптимальный уклон скатов вальмовой кровли, и как следствие – на ее высоту и площадь.

Что нужно учитывать?

Помимо выше перечисленного при расчете учитывается:

• Тип конструкции. Может быть висячий или наслонный. В свою очередь он зависит от возможности размещения лежня и дополнительных вертикальных опор (оптимальное решение) и несущих способностей материала стен.
• Потребность в использовании подкровельного пространства в качестве жилого. Каркасы, закрывающие жилые мансарды укрепляют по нестандартным схемам (с заменой подкосов на ригели и шпренгельные фермы) или расширяют путем установки двух коньковых прогонов вместо одного.
• Наличие или отсутствие утепляющей прослойки. Это учитывается при выборе ширине стропильных ног и способа вентиляции кровли.

Цель расчета – получение максимально точного проекта каркаса и пирога крыши, оптимального по цене, долговечности и привлекательности.

Основные распорные нагрузки в таких конструкциях приходятся на мауэрлат, весовые – на вертикальные опоры и диагональные стропила.

Все остальные элементы размещают максимально равномерно, вне зависимости от габаритов и назначения вальмовая крыша всегда укрепляется.

Как рассчитать?

Работы начинаются со сбора и уточнения данных. Затем составляется первичный чертеж каркаса и уточняются дополнительные требования.

После этих действий с помощью тригонометрических формул последовательно высчитываются все размерные характеристики.

Начинать следует с основных несущих элементов, а заканчивать — укрепляющими.

Выбор угла наклона ската

Уклон скатов выбирается после сбора и учета всех факторов влияния, включая ветровую и снеговую нагрузку, допустимый угол укладки кровельных покрытий, потребность в использовании внутреннего пространства и других факторов (сметы строительства, соображений дизайна, наличия или отсутствия пристроек).

При этом влияние снеговой нагрузки преобладает над остальными. При допустимом нормами диапазоне от 5 до 60 ° в регионах с сильными снегопадами угол скатов рекомендуют поднимать до максимально возможного, т.е. – до 40-60 °.

В остальных случаях вес снега добавляют к весу пирога с учетом региона проживания (усредненная табличная величина) и поправочного коэффициента (уменьшаемого с 1 до 0,33 по мере роста наклона, приравниваемого к 0 при 60 °).

После выбора оптимального значения, угол укладки рядовых стропил и ската в верхней зоне находится по формуле: β=90-α.

Подробнее об определении угла наклона вальмовой кровли читайте здесь.

Определение высоты конька

По формуле ниже определяется высота крыши (она же – расстояние до одиночного конькового прогона или высота вертикальной опорной стойки):

h=(D∙tanα)/2, где D – расстояние между нижними точками боковых трапециевидных скатов, т.е. ширина здания.

В идеале коньковый прогон размещается строго по центру, с одинаковым расстоянием до нижней линии боковых скатов и вальмы (по сути, все рекомендуемые формулы подогнаны именно под этот вариант).

При таком исполнении уклоны скатов максимально совпадают, а нагрузки компенсируют друг друга. Но в ряде случаев торцевые и вальмовые скаты имеют разные уклоны, что обязательно учитывается при расчете стропил и других конструкций.

Длина центральных стропил вальмы

Длина рядовой стропильной ноги находится как сумма квадратов высоты крыши и расстояния от нижней точки крепления вертикальной стойки (или условной точки начала прогона) до мауэрлата.

Для заложения этих конструкций используются доски или брус толщиной от 50 мм, первые предпочтительней при планировании утепления вальмовой крыши. Полученное значение длины нуждается в корректировке, а именно – умножении на поправочный коэф., в свою очередь зависящий от уклона вальмовой крыши (см. табл. ниже)

Размер конькового прогона

Данный параметр получают путем вычитания двух отступов от середины вальмовых скатов до нижней точки крепления вертикальных опор, удерживающих конек или условной оси узла крепления диагональных стропил.

При равном расстоянии края каждого ската lконька=L-D, где L- длина постройки.

Данная величина оказывает прямое влияние на длину лежня (при наличии в каркасе), определяемого как lл=L-D/2. Но этот параметр нуждается в согласовании с внутренним планом дома.

Длина угловых стропил

Эту величину проще всего определить с помощью теоремы Пифагора, как гипотенузу треугольника, образованного центральным рядовым стропилом, половинкой нижней части вальмового ската и самой диагональной ногой.

В простом приближении ее получают, выделив квадратный корень из суммы квадратов катетов. По аналогии с промежуточными стропилами полученную величину умножают на поправочный коэффициент.

Найденные значения в точности используются на следующих этапах расчета кровли (определении площади скатов, параметров свеса, выборе укрепляющих узлов), но при расчете пиломатериалов его всегда увеличивают на 5-10%. Игнорирование этого требования приводит к проблемам при стыковке или креплении.

Не менее важное влияние на надежность каркаса оказывает сечение диагональных стропил. По нормам их закладывают из бруса толщиной от 100 мм или из сдвоенных досок от 50 мм.

Второй вариант предпочтителен из-за лучшей выдержки сдвоенных элементов нагрузок на изгиб.

Чрезмерно длинные стропила рекомендуется сращивать в верхней точке с помощью гвоздей, вставок или других методов.

Определение количества и сечения опор

В вальмовом скате закладывается по одной центральной стропильной ноге, но в боковых их число увеличивается в зависимости от длины вытянутой стороны дома. Как правило, 4 таких элемента размещаются практически вплотную с узлом крепления диагональных ног. Остальные – укладываются с равным шагом от 60 см и выше.

Верхний предел зависит от габаритов вальмовой кровли, ожидаемых нагрузок и сечением пиломатериалов. Специалисты рекомендуют выбирать оптимальный интервал по таблицам, с округлением в меньшую сторону.

Укороченные опоры и нарожники для вальм

Полуноги и вальмовые нарожники рассчитываются после получения размеров остальных стропильных ног и выбора шага их размещения.

Строительные калькуляторы при расчете используют принцип пропорционально уменьшаемых треугольников (длина каждого следующего нарожника уменьшается на величину, пропорциональную удалению от центральной стропильной ноги).

• Длина первого укороченного стропила находится по формуле: L1=2/3L;
• Длина второго укороченного стропила находится по формуле: L2=1/3L

По аналогии с остальными рядовыми стропилами полученное значение рекомендуют увеличивать на поправочный коэффициент или добавлять к длине ширину отрезка на привязку к мауэрлату.

Все элементы размещают с равномерным шагом, при увеличении числа нарожников формулу корректируют, но сам принцип расчета не меняется.

Карнизный свес

При первичном, ориентировочном расчете площади скатов и определении нагрузки на 1 м 2 крыши длиной карнизных свесов пренебрегают.

Но при детализированном расчете способ их обустройства и размеры всегда определяются заранее с учетом рекомендуемого выступа от стен в диапазоне от 40 до 70 см, не более.

Необходимую величину удлинения стропила находят как отношение отступа от стены до крайней точки карниза к косинусу уклона кровли: ∆=k/cosα.

Единого мнения об оптимальном способе обустройства свесов нет, из-за упомянутого выше ограничения в длине пиломатериалов и упрощения расчета параметров скатов некоторые специалисты рекомендуют формировать их с помощью кобылок.

Такой метод считается более сложным в исполнении и менее надежным. В ряде случаев владельцы отказываются от свесов в принципе или делают их укороченными, чаще всего такое исполнение выбирается при необходимости исключения влияние ветровых нагрузок.

Размеры укрепления

Укрепляющие элементы (подкосы, шпренгели, затяжки) подбираются после уточнения нагрузок и расчета несущего каркаса. Единых формул для них нет, в каждом случае вальмовая крыша усиливается индивидуально.

К обязательным элементам относят подкосы (от 1 шт. при длине диагональной ноги до 7,5 м, от 2 – при длине от 7,5 до 9 м), закрепляемые под углом в 45-53° с упором в верхнюю часть стропилины. При больших габаритах каркас укрепляется дополнительными вертикальными стойками.

Таблица параметров расстояния в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

Взаимосвязь между сечением, длиной и оптимальным шагом стропил отражена в таблице:

При этом расстояние между стропильными ногами корректируется с учетом ожидаемых нагрузок и качества используемых пиломатериалов:

Таблица: наклон кровли в зависимости от материала

Тип покрытия	Угол наклона ската, °
Мягкая рулонная кровля и битумная черепица	От 5-11, при оптимальном уклоне от 15
Еврошифер	От 5-10 при сплошной обрешетке, 10-15 и выше – разряженной
Профнастил	От 8-15 при сплошной обрешетке и дополнительных мерах по герметизации, свыше 15 в остальных случаях
Фальц	7-25
Металлочерепица	От 15, при оптимальном уклоне диапазон в 30-35
Натуральная и композитная черепица	22-30
Асбестоцементный шифер	От 22 до 50

Как избежать ошибок?

При расчете крыши и материалов на ее возведение избежать ошибок помогают:

Точная трехмерная модель вальмовой крыши, дающая представление о ее внешнем виде.

Видео на тему

Посмотрите полезное видео о том, как рассчитать стропильную систему вальмовой крыши:

Заключение

В заключение стоит отметить, что приведенные алгоритмы будут актуальны лишь при стандартных габаритах и конфигурации вальмовой кровли.

При необходимости усложнения каркаса (сокращении длины вальмы, вставок небольших вертикальных фронтонов, проектировании систем с двумя коньковыми прогонами, планировании использования внутреннего пространства в качестве жилого) расчет стропил должны выполнять специалисты.

Это же относится к каркасам с висячим способом крепления стропил, не имеющих центральных вертикальных подпорок и оказывающих сильные распорные воздействия на стены.

Как произвести расчет вальмовой крыши + онлайн калькулятор с чертежами и фото

Достаточно популярной разновидностью крыши является

Однако, при проектировании необходимо учитывать массу различных параметров, ведь

В данной статье вы узнаете как проводится расчет вальмовой крыши + онлайн калькулятор с чертежами и фото.

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

Чертеж стропильной системы

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Схематично представить вальмовый тип крыши можно одним прямоугольником, который является основанием, двумя трапециями – грани конструкции и двумя равнобедренными треугольниками.

Отталкиваясь от такого представления конструкции, можно расчеты провести легко и без ошибок.

У любой крыши в процессе проектирования прежде всего определяется угол наклона.

Такой параметр выбирается на основании ряда факторов и является значением, от которого производят все остальные расчеты.

Алгоритм расчета площади конструкции:

1. Первая формула, которая понадобиться в расчетах – это h = b / 2 * tanA. В данной формуле b – это ширина здания, A – это угол наклона ската, h – высота конька. Пользуясь таблицей тангенсов, узнается значение данного угла и проводится расчет.
2. Используя значение косинуса этого же угла ската узнается длина угловых стропил. Формула для расчетов с = b / 2 * cosA, обозначения аналогичны.
3. Для того, чтобы узнать значение длины вальмовых стропил, нужно вычислить квадратный корень из следующей формулы: d = h 2 + b 2 / 2, обозначения аналогичны.
4. Площадь всей крыши находится при сложении всех условно разделенных элементов конструкции, а именно: трапеции, треугольников и прямоугольника. Формула для расчетов следующая: S = 2 * (c * b) + 2 (a — b) * c = 2 * c * (b + a — b) = 2 * c * a.

После проведения расчетов рекомендуется провести проверку всех значений. Это поможет избежать неточностей и ошибок в строительстве.

Расчет вальмовой крыши онлайн калькулятор

Как посчитать длину стропил вальмовой крыши? Расчет четырехскатной крыши вы можете произвести с помощью нашего онлайн помощника.

Вы сможете рассчитать не только количество

Калькулятор производит расчет кровли вальмовой крыши.

Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие. Ниже представлены калькуляторы для других видов крыш:

Расчет площади кровли четырехскатной крыши с помощью онлайн калькулятора ниже.

Обозначение полей в калькуляторе

Результаты расчетов

Описание полей калькулятора

Регион снеговой нагрузки

Виды кровельных покрытий

Определяя тип кровли и кровельный материал, всегда берут во внимание значение угла наклона ската. В случае с вальмовой конструкцией крыши есть возможность не так пристально обращать внимание на этот параметр, ведь к ней подойдет практически любой

Типы покрытий:

Виды кровельных покрытий

Расчет покрытия кровли

Чтобы расчеты кровельного материала были как можно точнее, их обычно проводят после установки стропильной системы.

Только после завершения сбора конструкции можно определяться с более подходящим материалом для покрытия кровли.

Выбирают материал, взяв во внимания погодные условия на местности, количество осадков и располагающих для строительства финансов.

Кроме этого, количество материала всегда больше, чем площадь крыши.

Помимо того, что уложенные материалы для

Дополнительно на количество кровельного материала влияет наличие добавочных элементов.

Во всех расчетах вам поможет калькулятор вальмовой крыши — онлайн.

Некоторые виды кровельного материала нуждаются в обустройстве дополнительной обрешеткой сплошной укладки. Это увеличивает затраты на строительство. К такому материалу можно отнести черепицу на мягком основании.

Последний нюанс, который стоит учитывать – это количество потерь материала. Учитывая устройство вальмовой разновидности конструкции, которая представлена трапециевидными и треугольными скатами, необходим раскрой материала.

В таком процессе теряется около 30 %. Оптимальным решением, позволяющим избежать столь больших потерь, является использование черепицы битумного типа или штучного материала для кровли.

Стандартный принцип расчета количества кровельного материала:

• Рассчитывается площадь общего покрытия крыши;
• Делится на площадь одного листа материала;
• При этом учитывается не полная площадь материала для кровли, а на полезную его часть, т.е. на ту, которая покрывает поверхность. Для этого вычитают из общей площади материала расстояние, которое уходит на стыковку и нахлесты. Обычно такое значение равно 15 см.

Для более ясного представления о расчетах, можно рассмотреть два примера с использованием различного типа кровельного материала: шифер и

Для шифера пример расчета следующий:

1. Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м 2 .
2. Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м 2 .
3. Далее, значение общей площади крыши делят на значение полезной площади материала. Если площадь крыши, например, 26,7 м 2 то количество листов шифера, необходимого для оборудования кровли, равно 20 штук.

Пример расчета для металлочерепицы:

1. Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.
2. Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.
3. После этого получившееся значение площади делят на полезную площадь черепицы, в зависимости от ее размера и, соответственно размера нахлествов.

Если конструкция покрытия крыши комбинированная и сложная, то значение перерасхода может достигать 60%.

Калькулятор расчета крыши

Шаг стропил

Значение расстояния, которое образуется между двумя стропилами называется шагом. Большая часть конструкций сделана таким образом, что шаг равен 1 м. Установлено и минимально допустимое значение такого параметра, равное 60 см.

Процесс расчета расстояния между стропилами выглядит следующим образом:

На примере можно рассмотреть конструкцию, длина ската которого равна 12 м, а ориентировочно выбранное расстояние шага – 0,8 м:

1. 12 / 0,8 = 15. Если число в расчете получилось нецелым, то его следует округлить до ближайшего целого значения.
2. 15 + 1 = 16. Прибавка на единицу для более точных расчетов количества ног в конструкции.
3. 12 / 16 = 0,75 м. Это значение будет оптимальным расстоянием шага для стропильной конструкции.

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Как и в предыдущих расчетах, процесс определения высоты конька зависит от выбранного угла ската. Несмотря на то, что вальмовая конструкция крыши позволяет соорудить скаты, имеющие разное значение углов, лучше всего делать конструкцию с одинаковыми углами.

Это позволит нагрузке распределяться равномерно и иметь крыше эстетичный внешний облик.

Значение угла наклона относительно вальмовой разновидности конструкции варьируется между 20 и 45 градусами.

На более конкретное определение такого параметра влияют:

1. Фактор повышенной нагрузки от снега предполагает сооружение конструкции с более крутым наклоном.
2. Если ветер в районе расположения дома сильный и порывистый, то рекомендуется уклон делать не больше, чем 30 градусов.
3. Намерение помещение чердака использовать под жилое помещение. В данном случае учитывается удобство передвижения по чердаку и возможность обеспечить все коммуникативные конструкции таим образом, чтобы к ним был свободный доступ в случае необходимости.
4. Покрытие, выбираемое для кровли, также играет немаловажную роль. Выбирая определенный материал, нужно поинтересоваться минимально дозволенными характеристиками в отношении угла ската.

Относительно высоты конька, то определить ее очень просто, зная значение угла ската. В конструкции необходимо условно выделить прямоугольный треугольник, в котором одна из сторон будет искомой высотой.

Формула: h = b / 2 * tanA.

Угол наклона крыши

Заключение

Этап проектирования дома и всех элементов его конструкции достаточно сложный и кропотливый. Очень важно внимательно проводить все расчеты и каждый раз их перепроверять. Облегчить такую задачу может наглядное изображение в меньшем масштабе всей будущей конструкции.

Расчет вальмовой крыши

С помощью нашего онлайн-калькулятора Вы можете выполнить расчет вальмовой крыши дома. Это популярный тип кровли с четырьмя скатами. Торцевые скаты имеют форму треугольника, а боковые – трапеции. Кровля получается красивой, с повышенной стойкостью к ветровым, снеговым нагрузкам. В то же время она отличается усложненной конструкцией. Однако наш калькулятор поможет выполнить легкий и быстрый расчет вальмовой крыши.

Углы наклонов

Угол наклона – один из основных параметров, который определяет конструктивные особенности конструкции. Правильный расчет угла наклона важен, поскольку от них зависит распределение нагрузки на кровельную конструкцию, скорость отведения воды, свободный сход снеговых масс.

Для расчета углов вальмовой крыши введите исходные данные:

• длину и ширину основания;
• высоту конька;
• расстояние от начала ската до основания.

Система автоматически проведет вычисления и выдаст точный результат в виде углов наклона боковых, центральных и диагональных стропил.

Стропила

Расчет стропильной системы вальмовой крыши – ключевой этап проектирования. Его результат определяет основные характеристики конструкции, ее долговечность способность противостоять эксплуатационным нагрузкам. Также он позволяет определить необходимый расход материала для монтажа. Легко и быстро выполнить нужные вычисления поможет онлайн-калькулятор стропил вальмовой крыши.

Длина

При определении расчетных параметров стропил вычисляется длина опорных элементов. Она необходима для определения размеров конструкции и расхода пиломатериала. Вычисление производится исходя из введенных основных размеров. Система выдает длину всех видов стропильных элементов – боковых, центральных, диагональных.

Количество

Для определения числа опор кровельной конструкции потребуется дополнительно задать шаг их установки. Онлайн-калькулятор расчета стропильной системы вальмовой крыши выдает количество всех стропильных ног.

Устройство стропил вальмовой крыши
Фото из открытых источников с изменениями ecostroyhouse.ru

Обрешетка

Расчет обрешетки вальмовой крыши необходим для точного определения расхода доски для ее монтажа. Обрешетка служит опорой для кровельного покрытия и должно выдерживать его вес. При этом избыточные параметры этой части конструкции могут привести к перерасходу материала. Для онлайн-расчета обрешетки воспользуйтесь нашим калькулятором. В соответствующие графы нужно ввести исходные размеры – ширину доски и расстояние между ними. Исходя из этих данных и основных размерных характеристик крыши и строения система автоматически посчитает точное число необходимых рядов обрешетки.

Площадь поверхности

Онлайн-расчет площади кровли вальмовой крыши – еще один важный этап ее проектирования. Он позволяет определить необходимый расход материала покрытия, в качестве которого может выступать металлочерепица, профнастил, битумная черепица, ондулин и т.д.

Неправильное определение площади может привести к закупке избыточного или недостаточного количества материала. В первом случае придется иметь дело с необоснованным перерасходом. Если закупить недостаточный объем материала, его придется дополнительно докупать, что замедляет сроки строительных работ. Кроме этого, варианты покрытия из разных партий могут иметь отличия по цвету, что отрицательно скажется на внешнем виде здания.

Избежать таких негативных последствий поможет наш онлайн-калькулятор. На основании введенных исходных данных он выдаст точный результат в квадратных метрах, который можно использовать для планирования закупок.

Вальмовая крыша – особенности конструкции и расчёт

В компании «Артель-Строй» Вы можете заказать устройство вальмовой крыши. Об особенностях конструкции, преимуществах и недостатках вальмовой крыши и как рассчитать стоимость – читайте в статье наших экспертов.

Особенности конструкции

В классическом варианте конструкция вальмовой крыши состоит из четырех скатов, два из которых имеют треугольную форму, ещё два – трапециевидную. Каждая сторона крыши размещается под углом (скатная крыша). Стороны соединяются в верхней точке – коньковое соединение или просто конёк. Снизу заканчиваются на одном уровне.

Классический вариант вальмовой крыши сооружают для домов прямоугольной формы. Для других придумана полувальмовая голландская крыша (некоторые скаты укорочены, в некоторые устанавливают «слуховое» окно), полувальмовая датская (нет конькового соединения, вальмы начинаются ниже).

Стропильная система вальмовой крыши

Для обустройства четырехскатной (вальмовой) крыши требуется иная стропильная система: к стандартной двухскатной системе добавляются особые элементы – стропильные ноги треугольной формы.

Два ската, расположенные в привычных местах называют фасадными, другие два – торцевыми. Та линия, в которой они соединяются (конёк), имеет длину меньше длины дома.

Часть ската, которая выступает за пределы дома, называется свесом. Она удлиняется за счет стропильных ног или кобылков. Свес защищает стены от влаги.

Треугольная стропильная система для вальмовой крыши отличается такой же надежностью и жесткостью, как и у двухскатной крыши. Она выдерживает вес кровельного пирога, из чего бы он ни состоял (покрытие в форме листов, рулонов, модулей).

Преимущества и недостатки

Вальмовая крыши имеет ряд преимуществ, которые отличают её от других аналогичных конструкций.

Подкровельное (чердачное) пространство можно использовать в качестве жилого (потолки достаточно высоки).
• Популярна среди архитекторов, поскольку позволяет придать дому законченный совершенный вид. Идеальна для оформления загородных коттеджей, таун-хаусов, садовых домиков.
• Идеально подходит для применения в районах с сильными порывами ветра (снижает парусный эффект – кровельное покрытие не сорвет ветром).
• Можно обустроить скаты под определённым углом, в зависимости от климатических условий. Крутые подходят для районов с высокой снеговой нагрузкой. Пологие – для ветренных.

Однако стоит учитывать и минусы конструкции. А они, в основном, связаны с финансовым вопросом.

• Нет возможности установить обычные окна, только «слуховые» (окно в кровле). Слуховое мало чем отличается от обычного, но обходится дороже. И не всегда возможно установить вариант с полноценным размером. Поэтому естественного освещения внутри оказывается недостаточно.
• При увеличении угла наклона скатов увеличивается расход материала.
• Конструкцию вальмовой крыши могут сделать и установить на дом далеко не все. Приходится обращаться к профессионалам.
• Установка вальмовой крыши подразумевает надежный капитальный фундамент под домом (из-за значительного веса стропильной системы).

Расчет вальмовой крыши

Предварительный расчет стоимости вальмовой крыши сводится к расчету стоимости её элементов. С помощью компьютерной программы или онлайн-калькулятора узнать стоимость гораздо проще.

Угол наклона скатов

Программа, кроме стоимости, также определяет оптимальный угол наклона (в зависимости от погодный условий в месте проживания). Его, кстати, можно определить и самостоятельно – существуют карты, на которых вся территория страны разбита на восемь зон. В каждой свои условия: сила ветра, обильность осадков. Найдите место строительства на карте и определите зону. Узнаете рекомендации по углу наклона скатов.

Также существуют рекомендации по определению оптимального угла наклона в зависимости от выбранного кровельного материала.

Для рулонных на основе битума выбирают уклон в 0-3 градуса.
• При устройстве крыши с применением черепицы – 34 градуса.
• Волнистые асбестоцементные листы – 9 градусов.
• Глиняная черепица – 9,5.
• Стальные листы – 18.
• Сланцевые и асбестоцементные плиты – 26,5.
• Деревянная кровля – 39.

Расположение конька

Высоту расположения конька вычисляют по разрезу крыши. Когда известны углы наклона и основание (равно ширине дома), применяют формулу и определяют высоту конька.

Толщина элементов стропильной системы

Для создания стропильной системы требуются пиломатериалы разной толщины. Толщину стропил, стоек, конька определяют в зависимости от будущей нагрузки на фундамент: вес кровельного материала, каркаса, пола мансарды, перекрытий, плюс временные нагрузки в виде снежного покрова.

Например, общая нагрузка на фундамент кирпичного дома может составить около 6,5 тонн, из которых 197 кг – вес черепицы. Это и есть нагрузка на 1 погонный метр стропильной системы. В зависимости от нагрузки сначала определяют шаг, на котором следует устанавливать стропила: от 60 до 215 см. По таблице, в зависимости от шага и длины стропил, выбирают габариты пиломатериалов.

Заказать монтаж вальмовой крыши в Липецке

Обращайтесь в компанию «Артель-Строй»: наши специалисты имеют большой опыт кровельных работ и соответствующую квалификацию. Качественно выполним любой проект: беремся за возведение скатной кровли любого вида!

Стропильная система вальмовой крыши

Вальмовые кровли красивы и надежны. При эффектном европейском дизайне их отличают прочность, добротность и устойчивость к атмосферным воздействиям. Стропильная система вальмовой крыши — это сложный пространственный каркас со многими элементами. О том, какие существуют нюансы и что нужно учитывать при расчете, мы расскажем в этой статье.

Конструктивные особенности

Стропильная система вальмовой кровли представляет собой 4-х скатную конструкцию из основных и усиливающих элементов. В классическом исполнении она имеет два основных ската трапециевидной формы и две торцевых вальмы в виде треугольников.

Полувальмовая крыша
Существуют разновидности — полувальмовая, вальмово-фронтонная и шатровая. Их стропильные системы выстраиваются на основе базовой схемы, о которой пойдет речь дальше.

К несущему каркасу крепится обрешетка, служащая основанием для защитно-декоративного покрытия. В теплых кровлях в состав кровельного пирога вводится утеплитель, гидро- и пароизоляция.

Как правило, вальмовая крыша устанавливается на балочную «паутину». Она увеличивает жесткость конструкции и является одновременно перекрытием верхнего этажа.

Основные элементы каркаса

Чтобы провести расчет, необходимо точно определить положение каждого элемента системы и принцип его работы:

• Мауэрлат — горизонтальный мощный брус для опирания стропил. Он расположен по всему периметру дома и внутренним несущим стенам. Передает нагрузку на опоры. Его жестко крепят с отступом от внешней плоскости стен.
• Коньковый прогон — балка, расположенная в самой верхней точке крыши. На нее опираются стропила скатов. Придает устойчивость системе.
• Центральные основные стропила — наклонные несущие элементы кровли, воспринимают нагрузку от веса кровли и погодных явлений. Связывают концы конька и мауэрлат на боковых стенах.
• Центральные вальмовые стропила — соединяют коньковый прогон и мауэрлат на торцевых стенах.
• Диагональные стропила — опираются верхним концом на конек, а нижним — на углы дома. Их еще называют угловые, накосные или ендовые. В классических крышах их 4.
• Промежуточные стропила — расположены между центральными с одинаковым шагом.
• Укороченные стропила, нарожники — опираются на диагональные стропильные ноги и мауэрлат. Их длина уменьшается по мере приближения к углу здания.

Усиливающие элементы

Основные составляющие несущего каркаса усиливаются жесткими связями. Они скрепляют элементы воедино, перераспределяют усилия в стропильной системе.

• Стойки — подпирают коньковый прогон. Устанавливаются вертикально на лежень или балочную систему.
• Ригели, затяжки — могут располагаться в нижнем поясе в виде «балочной паутины» или связывать стропила по верху. В последнем случае используются как перекрытие для чердачного помещения и подшивки потолка.
• Укосы, раскосы — применяются при длине стропил более 4,5 м для увеличения жесткости и снижения прогибов. За счет перераспределения усилий позволяют уменьшить сечение основных несущих элементов.
• Шпренгель — диагональная балка, расположенная в углах строения.

• Предназначена для опирания стоек для накосных стропил.
• Кобылки — элементы, удлиняющие стропильные ноги при их недостаточной длине. Устанавливаются для организации карнизного свеса, имеют меньшее сечение, чем стропильные ноги.
• Ветровая доска — крепится внутри системы и служит для сопротивления деформациям от сильных порывов ветра.

Жесткий элемент из 2 стропил, ригеля, стойки и подкосов называется фермой. При монтаже такие конструкции устанавливаются на мауэрлат и скрепляются между собой прогонами.

Расчет вальмовой стропильной системы

Проектирование кровли — важный этап, без которого невозможно качественное строительство. Если на руках нет готового проекта, то подготовить его нужно самостоятельно. Для наглядности мы проведем расчет на примере дома размерами 9х12 м.

Выбор угла наклона ската

В зависимости от расположения скатов относительно земли вальмовые крыши могут быть равноуклонными и разноуклонными. Наиболее простой вариант, когда наклон всех скатов одинаковый. Это обеспечивает равномерное распределение нагрузки, а также облегчает расчет и монтаж. При раскрое стропил запилы будут проводиться под одним и тем же углом.

Уклон определяется исходя из параметров:

• собственный вес кровли;
• ветровая и снеговая нагрузка;
• рекомендуемый угол для выбранного кровельного материала;
• наличие мансарды;
• задумка архитектора.

При стандартных снеговых и ветровых нагрузках угол наклона скатов принимается в пределах от 20 до 45°. Более плоская крыша может удерживать много снега, а крутая — неустойчива к сильным ветрам. В нашей конструкции примем углы наклона основных скатов α=30°, а вальм β=45°.

Определение высоты конька и длины центральных стропил

Наиболее распространенная ситуация, когда конек расположен посередине здания. В этом случае задача по определению высоты конька сводится к расчету прямоугольного треугольника с известной стороной, равной половине ширины дома, и углом при ее вершине.

Для вычислений нужно вспомнить из школьной программы формулы основных тригонометрических функций:

а также теорему Пифагора:

и подобие треугольников:

В нашей схеме высота крыши в коньке будет равна произведению стороны на тангенс угла:

По известным данным мы можем найти длину стропил ската (без карнизного свеса):

или по теореме Пифагора (проверить себя):

Угол при вершине равен:

Он понадобится при монтаже для прирезки основных стропильных ног в коньке.

Длина вальмовых центральных стропил

Зная высоту конькового прогона 2,6 м и угол наклона вальмы 45°, можно определить длину центрального стропила. По теореме Пифагора она будет равна: отношению высоты конька к синусу угла β:

Для дальнейших расчетов нам понадобится длина проекции стропил на перекрытие. В прямоугольном треугольнике с углом 45° катеты одинаковы, то есть искомая проекция равна высоте конька 2,6 м.

Длина конькового прогона

Чтобы найти длину прогона, нужно определить, насколько уменьшится длина крыши с учетом скоса торцевых скатов. В нашем случае это длина дома за минусом двух проекций центральных вальмовых стропил:

Длина угловых стропил

Длина накосных ног определяется по теореме Пифагора из прямоугольного треугольника, в котором один катет равен длине центрального вальмового стропила, а второй — половине ширины дома:

Длина всех 4 диагональных стропил 5,811х4=23,244 м без учета карнизного свеса.

Если расчетные размеры балок больше стандартной длины пиломатериалов 6 м, то их нужно будет сращивать. Стык рекомендуется делать ближе к коньку в верхней трети, где нагрузки минимальны.

Определение количества и сечения стропил

На этом этапе необходимо найти оптимальные значения, при котором обеспечивается как несущая способность стропил, так и экономичный расхода пиломатериалов.

В расчете сечения и шага учитывается конфигурация кровли, собственный вес, вес покрытия, снеговые и ветровые нагрузки, вид древесины. Для упрощения сложных вычислений можно воспользоваться онлайн калькуляторами или специальными таблицами, где сечение стропил и шаг выбирается исходя из их длины.

Далее проводится расчет объема пиломатериалов, необходимых для реализации стропильной системы с выбранными параметрами. Значения сравниваются, определяется наиболее оптимальный вариант.

Пусть в нашем примере дом расположен в средней полосе России. По таблице выберем максимальное, минимальное и среднее сечение бруса для стропил длиной 5,2 м. Самое ближайшее значение смотрим в столбце для 5,5 м.

При сечении 100х250 мм рекомендуемый шаг 215 см. Находим количество стропил для этих значений, которые можно расположить на коньковом прогоне длиной 6,8 м. Для этого нужно определить число отрезков по 2,15 м:

Округляем до целого большего числа 4, то есть на каждом скате будет 5 стропил сечением 100х250 мм, на двух — 10. Для их изготовления потребуется пиломатериал объемом:

Рассмотрим среднее сечение 75х200 мм при шаге 110 см. Тогда количество отрезков будет равно 6,8/1,1=6,18, округляем до 7. Число стропил на 1 скат — 8 шт., на оба — 16. Находим объем бруса для их изготовления:

Теперь определим расход пиломатериалов при минимальном сечении стропил 50х200 мм и шаге 0,6 м. Промежутков на коньке будет 6,8/0,6=11,3, округленно 12. Получаем на каждом скате по 14 стропил, на двух — 28. Отсюда расход доски равен:

Для крыши нашей геометрии вариант стропил сечением 75х200 мм при шаге 110 мм экономичнее остальных. Это не значит, что нам нужно принять именно эти значения. Если используется утеплитель, величину можно корректировать в зависимости от его ширины. Так при укладке плит минеральной ваты между стропилами оптимально сделать шаг 600 мм. Это несколько увеличит расход пиломатериалов, но зато не потребуется устройство дополнительной внутренней обрешетки для крепления материала. А это упрощает работы по теплоизоляции и, в конечном счете, удешевляет строительство.

Карнизный свес

Чтобы стены не заливало водой при дождях и таянии снега, на кровле устраивается карнизный свес. Его минимальная ширина согласно нормативу — 40 см. Максимальная ограничивается лишь замыслом архитектора.

Длина карнизного свеса для основных стропил определяется по формуле:

∆l = s/cosα, где s — заданный проектом вынос кровли за пределы стен, α — угол наклона ската, ∆l — разница между полной длиной стропила и его длиной без свеса.

Широкие карнизы характерны для домов в стиле шале. Они придают несколько приземистый вид, но хорошо защищают от ветров постройки на склонах Альпийских гор.

Если длины доски для организации свеса не хватает, к стропилам крепятся кобылки. В нашем случае стропила 5,2 м. Чтобы не наращивать брус, можно найти ширину карнизного свеса при стандартной длине пиломатериала 6 м. Длина стропила 5,2 м, а на карнизный свес остается 6-5,2=0,8 м.

Получаем свес (вернее его проекцию на горизонтальную поверхность):

0,8 х cos 30° = 0,8 х 0,866=0,69 м.

Этого вполне достаточно, поэтому без наращивания основных стропил можно обойтись.

Для определения полной длины центральных вальмовых стропил найдем по теореме Пифагора высоту карнизного свеса:

Вспомним, что угол наклона вальм 45°. Это значит, что ширина свеса будет 0,4 м. Согласно теореме Пифагора длины всех стропильных ног вальмы увеличатся на:

Длина центральной стропильной ноги вальмы с учетом свеса:

Для определения свеса диагонального стропила рассмотрим подобие треугольников, один из которых образованных коньком, ребром и его проекцией, а второй — высотой карниза, свесом и проекцией свеса. Коэффициент пропорции будет равен отношению длины углового стропила к высоте конька:

Отсюда длина свеса ребра равна произведению коэффициента и высоты карниза:

Полная длина диагонального стропила:

А общая длина 4 угловых стропил:

Укороченные стропила

Эти элементы крыши устанавливаются с таким же шагом, что и основные стропила, то есть как в нашем примере через 110 см. Находим, сколько укороченных нарожников нужно для каждой треугольной части основного ската.

2,6/1,1≈ 2,36 или 3 целых отрезка. Укороченные стропила будут располагаться равномерно через 2,6/3=0,867 м.

Определим длины укороченных стропил из подобия треугольников, образованных карнизом, опорными стропилами и ребром. Будем использовать коэффициент пропорции, который находим из соотношения известных сторон самого большого треугольника:

6/2,6=2,307 (длину стропила взяли сразу с карнизным свесом)

Далее умножаем известную сторону в каждом треугольнике на этот коэффициент и получаем длины укороченных стропил:

• 1 — 0,867х2,307=2 м;
• 2 — (0,867+0,867)х2,307=4 м;

На каждом скате располагается по 2 комплекта укороченных стропил. Их общая длина на двух скатах:

Сечение для них подбираем по таблице с учетом максимальны длины 4 м и принятого шага. В данном случае ему соответствует доска 75х175 мм, то есть для укороченных стропил можно использовать более экономичный пиломатериал, чем для основных.

Нарожники для вальм

Для торцевых скатов расчет проводится аналогично. Находим для каждой треугольной части количество стропил:

Учитывая, что нагрузка на вальму небольшая, то округляем в меньшую сторону до 4. Дальше можно идти по такому же алгоритму, но более рациональный вариант при использовании пиломатериалов сечения 75х200 мм — увеличить шаг до 140 см, рекомендуемого в таблице. Мы получим:

Округлим до 3, что позволит нам сэкономить по 1 стропилу на обе половины вальмы. Шаг увеличится до 150 см, что допустимо.

Для расчета длины нарожников применим коэффициент пропорциональности сторон в подобных треугольниках:

Находим длины коротких стропил:

• 1 — 1,5х0,942=1,413 м;
• 2 — 3х0,942=2,827 м.

На каждый торцевой скат понадобится 4 нарожника сечением 75х200 мм. Общая длина стропил двух вальм вместе с центральными:

Определение площади кровли

Этот параметр нужен, чтобы найти количество кровельного покрытия, а также пиломатериалов для обрешетки.

Площадь вальмовой крыши — это сумма площадей 2 трапеций и 2 треугольников. Используем геометрические формулы для нахождения площадей.

Площадь одного ската равна произведению полусуммы оснований трапеции на ее высоту. В нашем примере одно основание — длина дома, второе — коньковый прогон, высота — длина стропила с учетом ширины свеса. Отсюда площадь ската равна:

(12+2х0,4+6,8)/2х6= 58,8 м²

Площадь вальмы — это половина произведения основания треугольника на высоту. Для нашей крыши с учетом свеса

Суммарная площадь вальмовой кровли для дома 9х12 м со свесами:

(58,8+22,01)х2= 161,62 м²

При таких же параметрах дома и угле наклона двускатная конструкция имела бы меньшую площадь, но потребовалось бы строить 2 фронтона.

Как посчитать обрешетку

Тип обрешетки задается в зависимости от кровельного покрытия:

• для жесткого — разреженный настил из доски 25х100-32х100 мм, прибитой с шагом 30-60 см;
• для мягкого — сплошная обрешетка из листов ОСП, фанеры, доски, уложенной с зазором 20-30 мм.

Чтобы посчитать объем пиломатериалов на изготовление обрешетки для всей кровли, нужно площадь крыши разделить на шаг укладки доски, а затем умножить на ширину и толщину доски.

Например, под металлочерепицу Монтеррей доска укладывается через 35 см. Получаем:

Дополнительно потребуются доски для усиления коньков и карнизов. Они рассчитываются по длине конькового прогона (с двух сторон) и периметру дома. Для более точного определения расхода пиломатериалов на обрешетку желательно сделать чертеж раскладки, поскольку висячие стыки не допускаются. Их разрешено делать только на опорах, то есть стропилах.

Подсчитаем метраж (или объем) контробрешетки из бруска 50х50 см. Его можно найти, зная длину всех стропил:

Тогда объем бруска:

К полученному расходу пиломатериалов нужно добавить объем доски и бруса на жесткие связи. Все пиломатериалы приобретаются с запасом 10-15% на прирезку и возможный брак.

Монтаж стропильной системы: основные этапы

Устройство вальмовой кровли проводится в определенной последовательности:

1. По периметру дома укладывается мауэрлат, на внутренние несущие стены — лежень.
2. Сверху устанавливается балочное перекрытие.

В зависимости от вида кровли — утепленная или холодная —дальнейшие действия включают укладку тепло- и пароизоляционных материалов или только одного защитно-декоративного покрытия.

Особенности раскроя и монтажа кровельного материала

Эту работу нужно проводить, стараясь минимизировать отходы. Металлочерепица и другие жесткие материалы в этом плане менее экономичны, чем гибкая битумная черепица. На подрезку может уйти до 20% всего материала. Но при подсчете затрат, связанных с устройством сплошной обрешетки под мягкую и расходов на листовой кровельный материал, в конечном счете оба варианта мало отличаются.
Для крупноформатных листовых материалов составляется раскладка. Нужно учитывать рабочую ширину, требуемый нахлест, технологию крепления к обрешетке.

В отличие от двускатных кровель, где монтаж покрытия начинается от угла, в вальмовых конструкциях существует определенная последовательность:

• В треугольных скатах укладка проводится от центра к краям, в трапециевидных — от правого или левого верхнего угла.
• Продвигаться можно в любую сторону, но учитывать правильный нахлест. В нижнем листе должна располагаться капиллярная канавка.
• Материал раскладывается на земле, проводится его подрезка.
• Листы крепятся к обрешетке звеньями по 3-4 штуки, временно скручиваясь саморезами в верхнюю часть волны.

После выравнивания блок фиксируется окончательно. Крепеж устанавливается в прогиб черепицы с таким расчетом, чтобы попасть в центр доски обрешетки.

Заключение

Стропильная система вальмовой крыши — это конструкция с большим количеством элементов и узлов. При расчете понадобится не только знание строительных правил, но и математических формул. Если нет уверенности в собственных силах, лучше использовать специальные программы или доверить его профессиональным инженерам.

Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Вальмовые крыши обладают многими достоинствами. Они красивы, надёжны при любых погодных нагрузках, четырёхсторонняя конструкция позволяет эффективно утеплить дом со стороны кровли. Некоторую сложность представляет устройство стропильной системы. С её схемами и расчётами мы разберёмся в этой статье.

Вальмовые крыши, называемые иногда голландскими и датскими, отличает добротность, надёжность и эффектный европейский дизайн. Стропильная основа таких крыш состоит из многих основных и усиливающих элементов, требующих прорисовок или трёхмерных чертежей, точных расчётов и исполнения.

Разновидности вальмовой крыши

К вальмовым крышам, кроме базовой классической конструкции, состоящей из двух трапецеидальных скатов и двух треугольных торцевых вальм, относятся и их разновидности:

1. Полувальмовая двухскатная.
2. Полувальмовая четырёхскатная.
3. Шатровая.
4. Вальмово-фронтонная.

Полувальмовая двухскатная крыша

Полувальмовая четырёхскатная крыша

Шатровая крыша

Вальмово-фронтонная крыша

Каждая разновидность имеет свою схему стропильной системы. Далее мы рассматриваем и рассчитываем классическую вальмовую крышу.

Схема и основные элементы

Для выполнения расчёта стропильной системы нужно ознакомиться с её базовой схемой, основными и вспомогательными элементами.

Основные элементы стропильной системы

К основным элементам относятся (см. рис. ниже):

1. Мауэрлат. Представляет собой брус, зафиксированный по периметру наружных стен с отступом от внешнего края. Крепится к стене. Мауэрлат рассредотачивает нагрузку от давления стропил, связывает стропильную систему со стенами дома, является основой кровли.
2. Конёк. Верхняя перекладина для скрепления стропил скатов крыши. Высота расположения конька находится в зависимости от угла наклона скатов. Придаёт системе жёсткость и прочность.
3. Центральные стропила скатов. Осуществляют опору концов конька на боковые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 4 шт. — по 2 шт. на каждом скате.
4. Центральные стропила вальм. Осуществляют опору концов конька на торцевые стороны мауэрлата. Таких элементов в системе 2 шт. — по 1 шт. на каждой вальме.
5. Накосные ноги (диагональные, угловые стропила). Соединяют углы мауэрлата с торцами конька. Являются частью несущей конструкции. В стропильной системе их 4 шт.
6. Промежуточные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам ската между ними с одинаковым шагом, опираясь на боковую часть мауэрлата и брус конька. Если длина конька незначительна — могут не применяться.
7. Укороченные стропила скатов. Устанавливаются параллельно центральным стропилам скатов и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на боковую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.
8. Укороченные стропила вальм или нарожники. Устанавливаются параллельно центральным стропилам вальм и имеют переменную длину — чем ближе к углу, тем короче. Опираются на торцевую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество элементов зависит от шага монтажа.

Схема и основные элементы стропильной системы

Подробнее о креплении стропил к мауэрлату вы можете прочитать в нашей статье.

Элементы усиления вальмовой стропильной системы

Вышеперечисленные элементы являются базовыми, основными. Прочие элементы предназначены для усиления основных и применяются в ответственных постройках, например, для жилых домов:

1. Вертикальные стойки для подпора конькового бруса. Опираются на ригели (см. ниже), уложенные параллельно торцу дома или лежень, расположенный по продольной оси строения (если под ним — капитальная стена).
2. Ригели или затяжки. Связывают попарно стропильные ноги скатов. Служат опорой стойкам и диагональным подкосам (см. ниже). Могут служить балками перекрытия, если они встроены в мауэрлат или установлены непосредственно в продольные стены дома. Если затяжки расположить ближе к коньку, они станут основой потолка чердачного помещения.
3. Диагональные подкосы (раскосы). Применяют для увеличения жёсткости системы, если длина стропил более 4,5 м. Применение подкосов позволяет снизить сечение стропил, которые они усиливают.
4. Шпренгель. Балка, устанавливаемая в углах мауэрлата. Служит для монтажа стойки, подпирающей и усиливающей накосную ногу.
5. Ветровая балка. Служит для сопротивления деформации стропильных ног при порывистых, сильных ветрах. Крепится на стропила скатов изнутри, наискосок, с одной или обеих сторон — зависит от ветровой нагрузки в районе строительства.
6. Кобылка. Элемент меньшего сечения, чем сами стропила. Удлиняет ногу стропил для организации свеса кровли в случае, когда единый элемент не получается из-за ограниченной длины пиломатериала или из соображений экономии.

Элементы усиления

Расчёт стропильной системы

Расчёт системы включает выбор угла наклона скатов и вальм и расчёт длин основных и вспомогательных её элементов.

Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов

Выбор угла скатов и вальм колеблется в пределах 25–45° и зависит от желания иметь чердачное помещение, принятого кровельного материала, оценки статических (вес кровли) и динамических (ветровых, снеговых) нагрузок.

В шатровых крышах угол наклона вальм и скатов одинаковый. В вальмовых крышах также зачастую принимают одинаковые углы с точки зрения эстетики, но они могут отличаться, если именно такой является задумка архитектора.

Рекомендации по применению кровельных материалов

Для лучшего понимания алгоритма расчёта рассмотрим в качестве примера вальмовую крышу дома со сторонами 8 и 12 м, и высотой расположения конька — 2,5 м. Угол наклона скатов примем в 35°, а угол наклона вальм — 45°.

Расчёт основных стропильных элементов

Классическая вальмовая крыша представляет собой два ската в форме трапеций, соединённых в коньке, и две вальмы — торцевых ската в форме треугольников.

Для начала нужно вспомнить некоторые формулы из школьной программы алгебры. Это отношение длин сторон прямоугольного треугольника, выраженное через тригонометрическую функцию угла и теорема Пифагора.

Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

Теорема Пифагора

Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

Выполним расчёт основных элементов стропильной системы.

1. Рассчитаем длину центрального стропила вальм CD, которое является высотой равнобедренного треугольника (вальмы) и гипотенузой прямоугольного треугольника, высота которого равна высоте конька (CE = 2,5 м). Угол наклона вальмы α = 45°. Sin 45° = 0,71 (по таблице Брадиса).

Угол наклона крыши	tg α	sin α
5°	0,09	0,09
10°	0,18	0,17
15°	0,27	0,26
20°	0,36	0,34
25°	0,47	0,42
30°	0,58	0,50
35°	0,70	0,57
40°	0,84	0,64
45°	1,00	0,71
50°	1,19	0,77
55°	1,43	0,82
60°	1,73	0,87

Согласно тригонометрическому соотношению:

• СD = CE / sin α = 2,5 / 0,71 = 3,52 м

2. Определим длину конька K. Для этого из предыдущего треугольника найдём длину основания ED, воспользовавшись теоремой Пифагора:

Длина дома: BL = 12 м.

• CF = 12 – 2,478 х 2 = 7,044 м

3. Длина угловых стропил CA также может быть получена из теоремы Пифагора для треугольника ACD. Половина ширины дома AD = 8 / 2 = 4 м, CD = 3,52 м:

4. Длина центральных стропил ската GF — гипотенуза треугольника, катетами которого являются высота конька H (CE) и половина ширины дома AD:

Промежуточные стропила скатов имеют ту же длину. Их количество зависит от шага и сечения брусьев и определяется по расчёту совокупной нагрузки, в том числе погодной.

Данные таблицы соответствуют атмосферным нагрузкам Московского региона

Шаг стропил, см	Длина стропил, м
	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
215	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—
175	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х200	100х250
140	75х125	75х125	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
110	75х150	75х150	75х175	75х175	75х200	75х200	100х200
90	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х200	75х200
60	40х150	40х175	50х150	50х150	50х175	50х200	50х200

Сравним максимальное, среднее и минимальное сечение бруса при длине 4,717 м (смотрим значения для 5,0 м).

При сечении 100х250 мм шаг составит 215 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 2,15 = 3,28 отрезков. Округляем в большую сторону — до 4. Число промежуточных стропил одного ската — 3 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,1 · 0,25 · 4,717 · 3 · 2 = 0,708 м 3

При сечении 75х200 мм шаг составит 140 см. При длине конька 7,044 м, число промежуточных стропил составит: 7,044 / 1,4 = 5,03 отрезков. Число промежуточных стропил одного ската — 4 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,075 · 0,2 · 4,717 · 4 · 2 = 0,566 м 3

При сечении 50х175 мм шаг составит 60 см. При длине конька 7,044 м число промежуточных стропил составит: 7,044 / 0,6 = 11,74 отрезков. Округляем в большую сторону — до 12. Число промежуточных стропил одного ската — 11 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

• 0,05 · 0,175 · 4,717 · 11 · 2 = 0,908 м 3

Следовательно, для нашей геометрии оптимальным с точки зрения экономики вариантом будет сечение 75х200 мм при шаге 1,4 м.

5. Для расчёта длин укороченных стропил ската MN опять придётся вспомнить школьную программу, а именно правило подобия треугольников.

Подобие треугольников по трём сторонам

Большой треугольник, который нам нужно усилить укороченными стропилами, имеет известные размеры: GF = 4,717 м, ED = 2,478 м.

Если укороченные стропила будут установлены с тем же шагом, что и промежуточные, их количество составит в каждом углу по 1 шт.:

• 2,478 м / 1,4 м = 1,77 шт.

То есть образуется два отрезка с одним укороченным стропилом в середине. Маленький треугольник будет иметь катет, в 2 раза меньше ED:

• BN = 2,478 / 2 = 1,239 м

Составляем пропорцию подобных треугольников:

Исходя из этого соотношения:

При такой высоте сечение стропила принимаем по таблице — 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих скатов — 4 шт.

6. Определение длины укороченных стропил вальм (нарожников) выполняется так же из соотношения подобных треугольников. Так как длина центральных стропил вальм СD = 3,52 м, шаг между укороченными стропилами может быть больше. При AD = 4 м укороченных стропил с шагом в 2 м будет по одной с каждой стороны центрального стропила вальм:

• (2 · 3,52) / 4 = 1,76 м

При такой высоте сечение стропила принимаем 75х125 мм. Общее количество укороченных стропил обоих вальм — 4 шт.

Внимание! В наших расчётах мы не учитывали свес.

Расчёт площади кровельного покрытия

Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

Площадь трапеции и треугольника

Выполним расчёт для нашего примера.

1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

• S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м 2

2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

• S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м 2

Суммарная площадь кровельного покрытия:

• S_Σ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м 2

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов