Как грамотно провести расчет вальмовой крыши: формулы и порядок действий

Какие результаты имеют пользователи

1. Общий план стропильной системы вальмовой крыши (вид сверху). На нем обозначены габаритные размеры конструкции, схематическое расположение стропил и обрешетки. Этот план имеет ознакомительный характер, на нем нет интересующей строителей деталировки.
2. Рабочий чертеж расположения стропил. Каждому из них присвоен свой номер, расстояния между элементами отображают заданные пользователем значения. Нумерация стропилины позволяет увидеть ее место расположения на крыше, а в дальнейшем узнать линейные размеры.
3. Чертежи скатов по двум проекциям. В связи с тем, что вальмовая крыша имеет по два абсолютно идентичных ската, чертежей также два. На них указана высота и ширина ската, ширина и высота карнизного свеса. Эти данные требуются для контроля основных конструктивных элементов, используются во время строительства как отправные точки при замерах.

Пользователь получает подробную схему стропильной системы

Устройство вальмовой крыши

Вальмовая конструкция – это сложная четырехскатная кровля, имеющая форму трапеции. С торцевой части кровли расположены скаты (вальмы), внешне их форма напоминает треугольник. В общей сложности крыша располагает 4 скатами – 2 боковых и 2 торцевых, и 4 ребрами (еще их называют диагональными стропилами).

Фото: Дом с вальмовой крышей

Стропильная конструкция кровли имеет в своей основе сложный каркас. Центральные стропила из-за особенности своего устройства создают лишнюю нагрузку. Кроме того стропила обязаны выдержать снеговые и ветровые нагрузки (в районах с частыми снегопадами это вдвойне актуально).

При монтаже конструкция трудоемкая, но внешне выглядит более выигрышно, чем обычная двускатная кровля. Для отделки такого вида кровель можно использовать любой кровельный материал

При выборе покрытия важно учитывать особенности климатической зоны, в которой будет производиться строительство

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 :

• Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости. Служит опорой для большей части стропил.
• Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.
• Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.
• Угловые стропила. Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Полезные схемы и таблицы при работе с вальмовой крышей:

Формулы для расчета вальмовой крыши
Стропильная система вальмовой крыши
Расчет вальмовой крыши
Расчет вальмовой крыши — Как рассчитать площадь
Конструкция вальмовой крыши
Как рассчитать стропила вальмовой крыши

Как рассчитать

В России во все времена предпочитали создавать двухскатные крыши с фронтонами.Такие кровли появились сравнительно недавно. В вальмовой крыше лежит стройная конструкция из элементов, которые тщательно замеряются:

1. Балки;
2. Стропила.

Искомое суммарное значение перемножается на коэффициент, который коррелируется с максимальными показателями. На мауэрлате прочерчивают осевую линию (в центральной части). По брусу размечают еще одну линию, где будут располагаться стропила.

Муэрлат выделен коричневым цветом

Берется шаг 60 см, устанавливаются метки для второстепенных конструкций. Затем просчитывается длина от угла до центральной части. С другого конца кровли значения должны также совпадать. Крестообразные кровли считаются по такому же принципу, по аналогии с двускатными. Многое зависит от конфигурации скатов (треугольник или трапеция).

При монтаже важно равномерно распределить нагрузку. Учитываются при этом элементы:

1. Вес материала кровли.
2. Величина всей площади.
3. Угол наклона.
4. Элементы крепежа
5. Шаг стропил.
6. Показатель прочности древесины.
7. Толщина досок и бруса.
8. Сорт дерева и пропитка бактерицидными составами.

По конструкции вальмовая крыша – это, по сути, соединение двух треугольников и трапеций. Полувальмовая крыша выделяется элементами, которые не прикрепляются к карнизу. Таким образом, создается ломанная линия непосредственно с фронтоном.

Такие крыши создавать сложнее, и стоят они дороже. Обычно их устанавливают, если «коробка» дома имеет почти квадратную конфигурацию. Расчет вальмовой крыши в этом случае прост, так как все стороны имеют приблизительно одинаковые значения.

Сложнее вычисления при создании конфигураций:

1. Г-образной.
2. Т-образной.

Такие конструкции обычно можно встретить в домовладениях, где есть мансарды.

Если наблюдается значительная ветровая нагрузка, то уклон делается не более 32°. В расчёт принимается возможность перемещения по чердаку, расположение коммуникаций и т.п.

Расчет высоты вальмовой крыши делается по следующей формуле:

Расчёт площади кровли

Легче всего рассчитать площадь кровли в два или четыре одинаковых ската. С усложнением конфигурации крыши определение этого параметра всегда становится труднее, что объясняется необходимостью считать площадь каждого ската по отдельности.

Площадь крыши определяют по следующим формулам:

• для прямоугольного ската S = a · b, где a и b — это длины сторон прямоугольника;
• для треугольного ската с равными сторонами S = (a · b) / 2, где a — длина сторон треугольника, b — его высота;
• для трапециевидного ската S = (a + b) · h / 2, где a и b — это длины сторон, а h — высота трапеции;
• для ската в форме параллелограмма S = a · h, где a — это длина стороны геометрической фигуры, а h — её высота.

Представим себе, что нам нужно вычислить площадь крыши с двумя одинаковыми прямоугольными скатами шириной 5 м и длиной 2,2 м. В этом случае вычислительные действия будут следующими:

1. S_c = a · b = 5 · 2,2 = 11 м² (площадь одного ската).
2. S = 2 · S_c = 11 · 2 = 22 м² (площадь двух скатов).

Кроем вальмовую крышу. Как рассчитать площадь кровли

Вальмовые крыши широко используются как в индивидуальном, так и в капитальном строительстве. Они экономичны и функциональны, но достаточно сложны в проектировании. Чтобы определить потребность в кровельных материалах, необходимо точно рассчитать площадь крыши, однако условия на строительной площадке не самые подходящие, и выполнение сложных расчетов может вызвать затруднения. В этой статье мы расскажем, как рассчитать площадь кровли вальмовой крыши в «полевых условиях», не используя тригонометрических функций и не прибегая к помощи вычислительной техники.

Как рассчитать площадь кровли на строительной площадке

Для того, чтобы рассчитать площадь вальмовой крыши, и оценить потребность в кровельных материалах достаточно знания основ геометрии. Вальмовая крыша состоит из равнобедренных трапеций и треугольников, а их площадь определяется просто.

Площадь равнобедренной трапеции можно рассчитать двумя способами:

1. По формуле Sт = 0,5*(A + B)*H, где A – длина конька, B – длина карниза, а H – длина ската.

2. Можно разбить трапецию на более простые фигуры – прямоугольник со сторонами A и H, и два треугольника, которые складываются в один прямоугольник со сторонами 0,5*(B – A) и Н, т.е. площадь трапециевидного ската можно представить в виде суммы площадей двух прямоугольников.

Площадь вальм (равнобедренных треугольников) вычисляется по формуле Sв = 0,5*C*D, где C – длина карниза вальмы, а D – ее высота.

При сложении 2-х вальм (равнобедренных треугольников) образуется параллелограмм с основанием C и высотой D, т.е. площадь двух вальм вычисляется по формуле S = C*D.

Общая площадь вальмовой крыши вычисляется по формуле: Sобщ = (A + B)*H + C*D.

Полезная площадь битумной черепицы Ондувилла равна 0,31 кв. м. Чтобы рассчитать ориентировочную потребность в кровельных материалах, следует общую площадь кровли разделить на площадь одной черепицы, а результат умножить на поправочный коэффициент 1,10-1,15, учитывающий количество отходов. Дело в том, что для усиления 3D эффекта верхняя часть ондувиллы окрашена в более темные тона, и при монтаже кровли вдоль ребер образуются обрезки, которые использовать нельзя. При увеличении ширины ската поправочный коэффициент уменьшается.

Как рассчитать площадь кровли точно

Для расчетов площадей сложных поверхностей проектировщики используют специальные компьютерные программы. Чтобы точно рассчитать потребность в кровельных материалах в домашних условиях, можно воспользоваться каким либо графическим редактором, или масштабно-координатной бумагой – миллиметровкой.

Трапециевидные скаты и вальмы вычерчиваются в наиболее удобном масштабе. С учетом нахлестов размер битумной черепицы принимается равным 320 х 965 мм. Плитки наносятся целыми и располагаются «вразбежку». Раскладка выполняется от карниза к коньку, начиная от ребра. Количество черепицы в рядах и на скатах суммируется.

Инструменты для строительства вальмовой крыши

Конструкция крыши и способы обустройства узлов определяют набор инструментов, которые следует подготовить до начала работ.

Для работы с деревом пригодится: уровень, ножовка, молоток, рулетка, разметочный шнурок, степлер.

Для работы с металлическими конструкциями понадобятся электродрель, клепальщик, ножницы просечные.

Инструмент и расходные материалы должны быть подготовлены заранее, т.к. сложный монтаж стропильной системы вальмовой крыши предполагает большое число запилов и установки гвоздей.

Чтобы упростить замеры и иметь возможность делать все детали одинакового размера, мастера советуют заменить рулетку замерной рейкой. Измерительную рейку делают из фанеры шириной в 50 мм, на которую наносят основные размеры.

Виды и формы вальмовой крыши

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса

Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины

Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.

Полувальмовая крыша отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.

Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.

А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.

Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.

Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.

Конструкция вальмовой крыши

Вне зависимости от разновидности кровли, все виды имеют одинаковые элементы стропильной системы вальмовой крыши:

Схема расположения конькового бруса в стропильной системе вальмовой крыши коньковая опорная балка или коньковый брус – используется для классической вальмовой крыши, выполняет функцию несущего элемента, к которому крепятся диагональные стропила;

Схема расположения диагонального (бокового) стропила вальмовой крыши диагональное стропило (боковое, ребро, накосное или угловое стропило) – более длинная стропильная нога, которая присоединяется к торцу конькового бруса под острым углом, формируя одну из сторон треугольника;

Схема расположения центрального стропила вальмовой крыши центральное стропило – доски, одинаковой длины, которые примыкают к коньковой балке и формируют края трапециевидного ската крыши. Между ними располагаются промежуточные стропила;

Схема расположения промежуточного стропила вальмовой крыши промежуточное или рядовое стропило – формирует плоскость трапециевидного ската, расстояние между ними определяет прогон стропильной системы;

Схема расположения нарожника вальмовой крыши нарожник или короткое стропило – конструктивный элемент, который крепится на диагональное стропило, формируют треугольный свес и угловые части трапеций.

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.