Рассчитать площадь вальмовой крыши с коньком. Расчет вальмовой крыши

Заполните размеры в миллиметрах:

Y – высота крыши, это расстояние от перекрытия чердака до конькового узла (вершины «шатра»). Значение Y влияет на угол наклона кровли (для четырехскатной крыши от 5 до 60 градусов). Угол наклона ската крыши определяется с учетом вида здания, назначения чердачного помещения, снеговой нагрузки и вида кровельного материала (например, для рубероида – 8-18°, шифер или металлические листы –14-60°, черепица – 30-60°). Если чердак будет нежилым, следует выбирать небольшую высоту (экономия материала для стропил, гидроизоляции и кровли), но достаточную для проведения ревизии, обслуживания и ремонта (примерно 1500 мм). Обязательно учитывать требования СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*). Следует помнить, что на крыше небольшой высоты (угол наклона до 30 градусов) может накапливаться снег, что увеличивает нагрузку на стропильную систему крыши и негативно влияет на ее герметичность и долговечность. Высокая крыша (угол наклона 45-60°) дает возможность оборудовать жилое помещение под ее сводом и не позволяет осадкам задерживаться, но уязвима к сильным порывам ветра. Оптимальный угол наклона четырехскатной крыши часто находится в пределах 30-45 градусов.

X – Длина крыши (без учета свесов), фактически это значение длины фасадной стены Вашего дома.

Z – Ширина кровли определяется шириной постройки.

C – размер карнизного свеса, (необходим, для защиты стен и фундамента от атмосферных осадков) определяется с учетом климатических особенностей Вашего региона (СП 20.13330.2011) и общей архитектурной задумки.

Для одно- и двухэтажных домов с системой водоотвода минимальный размер C – 400 мм (согласно СНиП II-26-76*), без организации наружного стока воды не меньше 600 мм. Оптимальная величина свеса равна примерно 500 мм.

U – Ширина стропила.

W – Толщина стропила.

S – Шаг стропил, т.е. расстояние между соседними стропилинами.

U и W – важные параметры определяющие надежность всей стропильной системы. Искомое сечение стропила (U хW ) зависит от: нагрузок (постоянные – вес стропильной системы, обрешетки, кровельного пирога; временные – снеговые, ветровые; особые – сейсмические воздействия, динамические нагрузки от промышленных взрывов), качества и вида применяемого материала (доска, брус, клееный брус), длины стропильной ноги, расстояния между стропилами. Примерное сечение бруса и шага (S ) для стропил разной длины приведено в таблице.

Длина стропилины, мм	Шаг стропил, мм	Сечение стропила, мм
До 3000	1200	80х100
До 3000	1800	90х100
До 4000	1000	80х160
До 4000	1400	80х180
До 4000	1800	90х180
До 6000	1000	80х200
До 6000	1400	100х200

При выборе сечения стропил обязательно руководствоваться рекомендациями, наведенными в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» », СНиП II-26-76* «Кровли» с учетом СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

O1 – Ширина досок обрешетки.

O2 – Толщина досок обрешетки.

R – Шаг обрешетки (т.е. расстояние между соседними досками).

Обрешетка стропильного каркаса кровли выполняет опорные функции, ее сечение (ширина O1 и толщина O2 ) определяется весом, жесткостью кровельного материала и углом наклона крыши. Обрешетка должна обеспечивать достаточную поддержку, но в то же время не утяжелять конструкцию. Определить примерные значения ширины (O1 ), толщины (O2 ) досок для обрешетки и шаг (R ) можно с помощью данных таблицы.

Заполняя поля онлайн калькулятора пальмовой крыши, нужно выбрать оптимальное сечения обрешетки и ее шаг в конкретном случае помогут рекомендации, приведенные в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», СНиП II-26-76* «Кровли» и СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Если необходим чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ, отметьте пункт «Черно-белый чертеж», это сэкономит цветную краску или тонер при печати.

Результаты расчета шатровой крыши:

Наш онлайн калькулятор с чертежами поможет Вам рассчитать материалы для обустройства шатровой или вальмовой кровли и создаст детализированные чертежи (с точными размерами всех деталей стропильной системы). Вы сможете бесплатно узнать площадь, ширину, высоту кровли, длину пиломатериалов для карнизов, коньков, стропил, обрешетки для каждой стороны крыши и необходимый объем древесины по каждой позиции. Такие данные позволят сформировать представление о стоимости четырехскатной крыши (составить смету) и закупить нужное количество пиломатериала для стропильной системы. Рекомендуется также получить консультацию квалифицированного специалиста (строителя-кровельщика с опытом реализации успешных проектов) по обустройству крыши, поскольку от ее качества, надежности во многом зависит комфорт и уют Вашего дома.

Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!

Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.

На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.

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 – 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.

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.

Варианты внутренних четырехскатных конструкций

Давайте внимательно рассмотрим, каких типов бывает вальмовая конструкция стропил и чем существенно они отличаются друг от друга. Классическая вальмовая крыша выглядит таким образом:

Так собирают вальмовые скаты из накосных стропил:

Накосные стропила разрешено обрезать на одну высоту, и тогда вся конструкция получается намного прочнее:

Устройство датской полувальмовой крыши выглядит уже так:

И, наконец, самые сложные в исполнении вальмовые крыши также нуждаются в точном расчете:

Кстати, когда речь идет о небольшой беседке, здесь вы можете рискнуть и воплотить в жизнь даже такой необычный проект с красивыми стропилами:

Расчет уклона с учетом всех нагрузок

Уклон вальмовой кровли делают в диапазоне от 5 до 60°. Действительно, здесь практикуется такой низкий уклон, и крыша выглядит почти плоской. А сам выбор угла больше зависит от применяемого кровельного материала и эксплуатационных характеристик, как сила ветра, шапка снега и др.

Как только вы определились с формой , нужно рассчитать ее прочность. А именно, насколько она окажется надежной в плане снеговых и ветровых нагрузок.

Про ветер, конечно, здесь можно переживать меньше всего, ведь вальмовая кровля наиболее защищена от подъемной силы – все благодаря тому, что все скаты у нее находятся под наклоном, и нет фронтонов.

А вот давление снега учитывать нужно, тем более, если дом построен в средней и северной полосе России. Обычно, когда речь идет о двухскатной крыше, то нередко приходится выбирать: делать ее более пологой, чтобы не сорвал ветер в бурю, или более острой, чтобы многотонная шапка снега спадала сама?

В случае с четырехскатной кровле можно смело повышать угол наклона скатов, если, конечно, вас не смутит увеличенная стоимость древесины для стропил и кровельного покрытия.

Чем выше наклон ската, тем вероятнее, что снег попросту сползет под своим весом. А на крыше с наклоном от 60° он вообще не остается. Это тот самый случай, когда коэффициент µ равен нулю. Для сравнения: при угле наклона в 40° он будет равен 0,66, при 45° – 0,5 и при 50° – 0,33.

Для мягких покрытий уклон может быть низким, так, для двух слоев нужны 15 градусов, а для трех допустимы 2-5°.

Также каждый вид кровельного материала требует свой уклон:

Мягкая черепица и ей подобные кладут на кровлю от 11°.
Для натуральной черепицы угол наклона не может быть меньше 25°, иначе в подкровельное пространство станет попадать вода.
Для шифера выбор вообще невелик – от 25 до 30°.

Кроме того, важно учитывать также снеговую нагрузку. Так, если в вашей местности снегопады внушительные, можно сразу забыть о малом уклоне. Т.к. снежная шапка, особенно слежавшаяся, способна весить только на одной крыше несколько тонн!

В таком случае можно обустраивать только крутой скат, и чем тот будет круче, тем больше материала для него понадобится. Кроме того, учитывайте и увеличенный нахлест материала на крыше сложной формы.

Измерение и вычисление сечения стропил

Так, если та не превышает 60 м 2 , то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м 2 , тогда диаметр увеличивают до 150 мм. Количество самих же труба нужно рассчитывать из того факта, что на каждые 10 метров идет одна труба.

Шаг 1. Возьмите обычную рейку и найдите горизонтальную проекцию у промежуточной стропильной ноги.
Шаг 2. Теперь в таблице найдите ваш получившийся коэффициент уклона и умножьте его на представленный в ней коэффициент.
Шаг 3. Измерьте длину стропила от крепления нижней части стропила до конькового прогона.
Шаг 4. Далее находим длину свеса стропил или вычисляем ее при помощи теоремы Пифагора.
Шаг 5. Вычисляем длину угловых стропил.

Чтобы найти длину центрального стропила, на торце периметра дома нужно отметить центр, а на середине толщины конькового бруса точку а.

От этой точки нужно поставить отметку на линии проекции в горизонтали от центрального стропила до вертикальной стойки – это будет точка b. Теперь от точки – b нужно отмерить расстояние до торца конька, и получается точка с.

В итоге вы будете знать расстояние ab и bc, и остается найти длину центрального стропила ас. Формула, которая поможет вам вычислить это расстояние, выглядит так: а 2 +b 2 =с 2 . Чтобы получить более точное значение, воспользуйтесь коэффициентами пропорций.

По той же схеме вычисляют длину диагональных ребер и угловых стропил, и умножают полученное значение на коэффициент, который будет максимально близок к коэффициенту значению замеров.

Во время монтажа также производят свои замеры. Сначала на верхних торцевых частях мауэрлата по самому центру отмечают осевую линию, а по центру осевого бруса – линию центрального стропила.

Далее с шагом 60 см ставят отметки для промежуточных стропил на основании торца. После этого рассчитывается длина стропил от угла до центра торца. С противоположной стороны крыши парные стропила должны иметь такую же длину.

В этом вам поможет такая формула:

Крестообразные крыши сначала рассчитывают так же, как и обычные двускатные. Все зависит от того, какой формы скаты – треугольной или трапециевидной.

Сегодня бытует мнение, что достаточно сложно точно рассчитать кровельный материал для вальмовой крыши, ведь она имеет сложную форму и покрытие придется обрезать.

Но на самом дел все эти моменты можно просчитать, и мы сейчас расскажем, как именно. Вот приблизительная схема того, как укладывают кровельный материал на вальмовую крышу:

Итак, в первую очередь запланируйте 25 мм допуска на свес кровельного покрытия в карнизный желоб, причем это допуск может быть увеличен, если крыша имеет значительный уклон и или используются некоторые из систем водостока.

Также нужно запастись достаточным количеством реек для обрешетки: на каждый квадратный метр нужно 3 метра реек. Конечно, подрезать тут будет что:

Онлайн-калькулятор для расчета

Для упрощения выполнения расчетов мы спроектировали онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, пожалуйста перейдите на . Там вы найдете все пояснения и сможете сэкономить время на проектировании.

С помощью калькулятора по расчету вальмовой крыши можно определить угол наклона, количество обрешетки и рассчитать стропильную систему. Также вам будет дана подробная информация о необходимом объеме строительных материалов. Выполните онлайн расчет вальмовой крыши дома.

Укажите кровельный материал:

Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)

кг/м 2

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания B (см)

Угол наклона крыши α (град)

Длина боковых свесов C (см)

Длина торцевых свесов D (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки
(см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Ia I II III IV V VI VII

Высота до конька здания

5 м от 5 м до 10 м от 10 м

Тип местности

Открытая местность Закрытая местность Городские районы

Результаты расчетов

Угол наклона подходит для данного материала.

Угол наклона для данного материала желательно увеличить!

Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Высота подъёма: 0 см.

Длина конькового бруса: 0 см.

Площадь поверхности крыши: 0 м.

Примерный вес кровельного материала: 0 кг.

Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): 0 рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .

Длина боковых стропил: 0 см.

Длина диагональных стропил: 0 см.

Количество вальмовых стропил: 0 шт.

Уменьшите шаг стропил!

Количество боковых стропил: 0 шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.

Объем досок обрешетки: 0 м 3 .

Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.

О калькуляторе

Онлайн-калькулятор вальмовой крыши поможет рассчитать её параметры: объём кровельных и изоляционных материалов, обрешётки, прочность стропильной системы, корректность угла наклона кровельных скатов. В базе калькулятора содержатся сведения о большинстве кровельных материалов. Это металлочерепица, битумная, керамическая и цементно-песчаная черепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин и другие материалы. Поэтому воспользовавшись данным калькулятором вы сможете более точно рассчитать конструкцию и определиться с будущей постройкой. В данном калькуляторе рассматривается классический вариант вальмовой крыши с равными скатами и равными углами скатов по отношению к основанию крыши.

Прежде чем конструировать вальмовую крышу, ознакомьтесь с нормативными документами, такими, как СНиП 2.08.01-89 «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ».

Вальмовая крыша представляет собой своеобразный вариант двускатной крыши, но в профиль представляющей форму трапеции. На торцах вальмовой крыши находятся скаты, по форме напоминающие треугольники (так называемые вальмы). Крыша имеет в общей сложности 4 ската (два боковых и два торцевых) и 4 ребра (так называемые диагональные стропила).

Такая конструкция хоть и сложнее обычных двускатных крыш, но имеет свои преимущества, к тому же вальмовая крыша прекрасно выглядит.

Существуют также полувальмовые крыши, в которых вальмовые скаты меньше по длине и не достигают карниза.

Для отделки вальмовой крыши можно использовать всевозможные кровельные материалы. При их выборе следует учесть особенности климата вашего региона и обратить внимание на предъявляемые материалами эксплуатационные характеристики.

При заполнении полей калькулятора вы можете узнать дополнительную информацию, расположенную под знаком .

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по данному калькулятору, вы можете написать нам, используя форму комментариев внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.

Дополнительная информация о результатах расчётов

Угол наклона крыши

Здесь вы увидите сообщение о том, соответствует ли указанный угол наклона крыши нормам по кровельному материалу. Если угол не будет соответствовать, то вам будет рекомендовано его изменить.

Высота подъёма

Высота крыши от ее основания до конька (свесы не учитываются).

Длина конькового бруса

Коньковый брус будет иметь данную длину между вальмами.

Площадь поверхности крыши

Площадь всей поверхности, включая имеющиеся свесы. Данный параметр поможет вам рассчитать необходимые материалы для строительства.

Примерный вес кровельного материала

Суммарная масса выбранного кровельного материала, необходимого для крыши заданных размеров.

Количество рулонов изоляционного материала

Необходимое количество изоляционного материала. Указано количество в рулонах, исходя из стандарт — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 %.

Нагрузка на стропильную систему

Максимальный вес, оказываемый на стропильную систему. Учитываются ветровые и снеговые нагрузки выбранного региона, угол наклона крыши, а также вес всей конструкции.

Длина боковых стропил

Расчетная длина стропил с учетом свесов.

Длина диагональных (накосных) стропил

Длина каждого из четырёх диагональных стропил (рёбер).

Количество боковых и вальмовых стропил

Общее количество стропил для боковых и вальмовых скатов, не считая четырёх диагональных стропил.

Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса

В первой колонке указаны сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород . Здесь указаны сечения, которые можно использовать при постройке вальмовой крыши с заданными параметрами. Отправной точкой расчетов служит суммарная нагрузка на конструкцию. После чего определяется соответствующее сечение стропил, представленное в данной таблице.
Во второй колонке указан суммарный вес стропил, который бы получился, если использовать их для возведения всей крыши.
В третьей колонке указан суммарный объем стропил в кубических метрах. Этот показатель может вам пригодиться при расчете стоимости.

Количество рядов обрешетки

Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли с заданными параметрами. Обязательно уточните необходимое количество рядов обрешетки для выбранного кровельного материала, это вы можете сделать у продавцов кровельных материалов.

Равномерное расстояние между досками обрешетки

Чтобы равномерно расположить обрешетку, следует использовать указанный здесь шаг. Он обеспечит необходимую прочность кровли и сэкономит материал.

Объем досок обрешетки

Объем досок на обрешетку (для всей крыши). Это значение поможет вам при расчете стоимости пиломатериала.

Вальмовая крыша – это разновидность чердачной крыши. Она часто устанавливается в домах, где планируется обустроить дополнительное жилое или нежилое пространство. Конструкция вальмовой крыши четырехскатная. Две боковые части – скаты, имеют трапециевидную форму, две торцевые – вальмы – треугольные.

Преимущества вальмовой крыши:

Способность стойко противостоять даже сильным порывам ветра;
Жесткая конструкция минимизирует деформацию крыши;
Эстетичный вид, способность визуально делать здание более компактным;
Возможность обустроить большие боковые карнизные свесы, обеспечив этим дополнительную защиту стенам здания от воздействия атмосферных осадков.

К недостаткам вальмовых крыш относят сложность конструкции и монтажа, дороговизну.

– это основа кровли. Стропила выполняются чаще всего из хвойного дерева, обработанного специальным составом для предотвращения гниения и поселения в нем насекомых.

Для опирания стропил на вальмовой крыше устанавливается мауэрлат – брус, предназначенный еще и для распределения нагрузки на стены строения. Центральный элемент – конек вальмовой крыши, к которому крепится большая часть стропил.

Их существует три вида:

Центральные (рядовые) – крепятся к коньковому брусу на одинаковом расстоянии друг от друга;
Диагональные – стыкуются с угловыми стропилами;
Угловые – крепятся к коньковому брусу и соединяются с диагональными стропилами на разной высоте для того, чтобы конструкция приобрела дополнительную прочность.

После установки стропильной системы монтируется обрешетка, на нее укладываются изоляционные материалы и покрытие. Одновременно обустраиваются дымоходы, системы водоотведения, вентиляции.

Стропильная вальмовая крыша – конструкция сложная, требующая тщательных расчетов перед процессом монтажа. Один из важных параметров — угол наклона вальмовой крыши . Он зависит от предполагаемой нагрузки на кровлю, силы воздействия внешних факторов, например, ветра, снега. Также на угол наклона крыши влияют кровельные материалы. Максимальный рекомендуемый для шифера — 22°, минимальный – для многослойного рулонного материала — 5°. Материал, которым можно крыть вальмовую крышу при любом угле наклона – это мембранная кровля.

Точный предварительный расчёт вальмовой крыши позволит избежать лишних затрат и неприятных моментов при монтаже. Существует несколько методик расчетов, а также немало онлайн-калькуляторов для определения площади вальмовой крыши, высоты вальмовой крыши и прочих параметров конструкции. Но лучшие результаты демонстрирует использование специального программного обеспечения. За несколько минут, введя основные данные, пользователь получит точные, достоверные расчёты, опираясь на которые смело можно приступать к строительству. Программы хороши тем, что предусматривают все параметры для максимально объективного расчета.

Строительство вальмовой конструкции крыши с четырьмя скатами считается одним из наиболее сложных вариантов возведения и обустройства из-за наличия в каркасе многочисленных достаточно непростых узлов сопряжения. До того момента, как начнется строительство стропильной системы, необходимо сделать общий расчет с чертежом, и только после этого станет ясной ситуация, насколько массивной и тяжелой получится конструкция стропил.

Из чего состоит расчет четырехскатной крыши

В любой конструкции четырехскатной кровли, от самой простой, шатровой, до сложной вальмовой крыши ломаного типа, расчет выполняется по одной и той же схеме:

Выполняется эскизное проектирование вальмовой крыши своими руками согласно замыслу постройки и проектному заданию;
Разрабатывается основной чертеж вальмовой крыши;
Выполняется расчет вальмовой крыши, наиболее нагруженных частей каркаса четырехскатной вальмовой кровли;
Уточняют размеры основных деталей стропильной системы, выполняют деталировочные чертежи отдельных узлов.

К сведению! Только после выполнения расчетов и деталировки можно составлять смету и считать стоимость постройки красивой четырехскатной вальмовой крыши.

В данном случае приведена методика ручного расчета деревянного каркаса и стропильной системы кровли. Способ и основные этапы расчета не представляют особой сложности, выполнить проектирование и разобраться в расчетах вполне по силам даже школьникам. Если человек владеет методикой расчета, то у него есть четкое понимание того, как работает стропильная, коньковая и опорная балка, где находятся наиболее слабые звенья четырехскатной крыши.

Для определения размеров можно воспользоваться любой онлайновой программой или системой автоматизированного проектирования, но иногда оценку прочности и устойчивости приходится делать, что называется, «на ходу».

Устройство вальмовой крыши

Конструктивно классическая четырехскатная вальмовая крыша состоит из двух основных скатов и двух боковых вальм. Для расчета длин и сечений бруса необходимо составить максимально точный эскиз, или лучше — . Используя схемы с различным исполнением углов наклона и высоты крыши, можно прорисовать и просчитать различные варианты компоновки кровли, и главное - определить геометрические размеры наиболее нагруженных деталей каркаса.

Основными элементами конструкции четырехскатной крыши являются:

Рядовые стропильные балки, формирующие два основных ската. Стропила точно такие же по форме и исполнению, как в обычной двухскатной крыше. Скаты имеют форму равнобедренной трапеции;
Вальмовые угловые, называемые еще накосными или диагональными стропилами, располагаются в углах каркаса крыши и формируют так называемые вальмовые скаты в виде симметричных равнобедренных треугольников;
Нарожные стропила, из которых формируется плоскость вальмовых скатов;
Вертикальные стойки, на которые опираются коньковая балка и все четыре ската.

Кроме того, в конструкции применяется большое количество вспомогательных элементов, призванных увеличить жесткость всего четырехскатного каркаса. Это всевозможные подкосы, распорки, шпренгели, устанавливаемые в качестве опорных элементов стропил, фото.

Самые длинные стропила называются угловыми, наиболее короткие - нарожными.

Расчет параметров каркаса крыши

По условиям задачи необходимо будет, пользуясь чертежами, выполнить оценочный расчет наиболее нагруженных элементов стропильной системы - вертикальной опорной стойки и стропильной балки четырехскатной вальмовой крыши. Кроме того, нужно выполнить расчет их размеров и положение линий запила под опорные поверхности на мауэрлате и коньковом прогоне.

Обычно используются схемы с одинарным коньковым прогоном, как на чертеже, но если подкрышное пространство планируют использовать в качестве чердака или мансардного помещения, в этом случае четырехскатную крышу строят по двухпрогонной схеме. Такой вариант значительно дороже, но позволяет получить более устойчивую и жесткую вальмовую конструкцию в случае постройки кровли с большой поверхностью ската.

Оба варианта четырехскатной крыши используют наслонные стропила с фиксацией стропильных балок на мауэрлате и опорой на коньковом прогоне. Расчет обоих вальмовых крыш выполняется по одной и той же методике.

Для выполнения расчета нам потребуется:

Определить нагрузки, действующие на каркас вальмовой крыши;
Проверить на прочность и устойчивость вертикальную опорную стойку;
Рассчитать прогиб и прочность рядовой и диагональной стропильной балки.

Для выполнения расчета используется упрощенная схема четырехскатной вальмовой крыши, приведенная ниже.

Все элементы каркаса четырехскатной вальмовой крыши условно можно разделить на две группы — балки, в том числе и стойки. Первые работают в условиях прогиба или под действием изгибающего момента. Вторая группа силовых элементов относится к более простым случаям, они работают в условиях линейного сжатия или растяжения. В этом случае расчет несущей способности сжатой стойки определяют из условий статической устойчивости под сжимающей нагрузкой.

Методика расчета устойчивости и прочности вертикальных опор и подкосов

На первом этапе нужно определить прочность вертикальной стойки, исходя из известной величины вертикальной нагрузки. Силу давления на вертикальные стойки вычисляют, как сумму трех составляющих — массы крыши с кровельным покрытием и веса от максимального снегового покрова. Так как скаты расположены под углом, то итоговое вертикальное давление, воспринимаемое крышей, можно грубо принять, как половину веса деревянных конструкций четырехскатной конструкции и массы снега, посчитанной, исходя из площади кровельного покрытия, перемноженной на максимальный вес 1 м 2 снежного покрова кровли для данного региона.

Прочность вертикальной опоры определяют из следующего соотношения:

σ = Р/S ≤ M с , где М с - удельная прочность на сжатие конкретной породы древесины, Р — вертикальная нагрузка под действием веса четырехскатного каркаса и массы снега, в килограммах, S - суммарная площадь поперечного сечения всех вертикальных опор в данной конструкции. Полученная от деления величина не должна быть больше М с, справочного значения, которое можно взять из справочника или СНиПа №II-25-80 . Например, стойка из сухой сосны, сечением в 120 см 2 , выдерживает огромную вертикальную нагрузку почти в 16 тонн, поэтому расчет на прочность не имеет определяющего значения.

Почти всегда расчеты вертикальных стоек выполняют по запасу устойчивости или способности опоры воспринимать усилие без деформации и изгиба.

Для классификации гибкости опоры вводят понятие коэффициента гибкости λ , для куба он равен 0, для большинства реальных деревянных опор его значение может быть от 40 до 100 единиц.

Формула расчета устойчивости длинного деревянного стержня, который представляет собой опора четырехскатной крыши, выглядит так: σ = Р/ φS ≤ M с , где φ — коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно положениям СНиПа №II-25-80 по формуле:

Для значений λ меньше 70 единиц φ рассчитывают по формуле: φ = 1 - 0,8(λ/100) 2 ;
При значениях λ больше 70 единиц φ получают: φ=3000/ λ 2 .

Практическое значение φ колеблется в пределах от 0,3 до 0,7.

Проще всего использовать график, позволяющий по зависимости λ - φ и соотношений длины к диаметру опоры получить точное значение φ и выполнить проверочный расчет на устойчивость.

Прочность стропильной балки

Расчет несущих вертикальных опор, как правило, является проверочным, так как в действительности запас прочности и устойчивости стоек, изготовленных из стандартного бруса 100х150 мм, для большинства вальмовых крыш всегда больше, чем требуется в реальности. Намного важнее проверить прочность стропильной диагональной балки, которые нередко ломаются под весом снега из-за недостаточного запаса жесткости.

Для проверки прочности стропильной балки на нагрузку используется стандартная формула — (Р/φS) + (M z /W z) ≤ M y , где:

Р — суммарная нагрузка от веса конструкции вальмовой крыши, снегового покрова и вертикальной составляющей давления от потока ветра в кг;
S - размер поперечного сечения в см 2 ;
W z и M z - момент сопротивления и значение изгибающего момента стропильной балки соответственно;
M y - справочная величина сопротивления конкретной породы древесины балки изгибающему усилию.

К сведению! При угле наклона менее 27 о, величиной ветровой нагрузки на каркас вальмовой четырехскатной крыши можно пренебречь, но при этом возрастает составляющая от снега и дополнительного веса обрешетки.

Все расчеты на прочность выполняются из предположения, что древесина балки, используемой для стропил вальмовой крыши, не имеет дефектов и повреждений, что на практике не всегда соответствует действительности. Кроме того, доски из разных частей ствола дерева имеют разную прочность, поэтому стропила для четырехскатной вальмовой крыши выполняют составными, в виде пакета из сбитых двух-трех досок 50х150 мм. Расчеты такого стропила по стандартной схеме.

Расчет геометрии элементов вальмовой четырехскатной крыши

Конструкцию вальмовой четырехскатной крыши можно представить в виде пространственного набора прямоугольников и трапеций.

Исходными величинами являются размеры прямоугольника мауэрлата, по которым будет выполняться расчет всех элементов каркаса четырехскатной крыши.

Первоначально нужно рассчитать высоту вертикальных опорных стоек. Для этого используется величина, равная половине длины боковой стены, за вычетом ½ толщины стенки дома S . Зная угол наклона свеса А, легко определяем высоту вертикальной опоры конькового бруса по формуле: Н к =0,5(L bc - 0,5S)*tgА .

Приняв тот факт, что L oq =L do , можем определить:

Длину горизонтальной проекции угловой стропильной балки по формуле планиметрии L oc = 1.22*L do и, соответственно, размер самого диагонального стропило L ac, используя теорему Пифагора и катеты L oc и H k ;
Длину конькового прогона, как продольный размер коробки здания, за вычетом удвоенной длины L do , L ak =L cm -2L do .

Кроме собственно размеров каркаса, необходимо выполнить расчет мест запила рядовой и диагональной стропильных балок.

Для этого по нижней кромке доски рядового стропило откладывают полученный расчетом размер H ad , после откладывается ширина мауэрлата под углом наклона ската и выполняется клиновидный запил, как на рисунке.

Заключение

Для грамотного оперирования требуются определенные знания в строительной механике и сопромате, особенно в вопросах прочности и устойчивости конструкций. Тем не менее для простых схем, например, для беседки или сарая, проблемы прочности не столь критичны. Достаточно знать правила геометрического расчета четырехскатной крыши вальмового типа, а для наиболее важных опорных и стропильных элементов использовать брус с увеличенным запасом прочности.