Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Технология создания вальмовой системы стропил

Так как на стропильную конструкцию кровли возлагается большая нагрузка, то все узлы и соединения должны быть выполнены в точном соответствии с технологией, в противном случае крыша не сможет в полной мере выполнять свои функции.

Монтаж основных узлов

Монтаж узлов сводится к следующим действиям:

Подготавливаем стропила. Определяем угол наклона стропил, длину коротких опор и накосных стропил, которые несут существенную нагрузку. Для того чтобы получить все элементы нужной длины, используем метод соединительного сращивания досок внахлёст. Для этого укладываем две доски друг на друга с нахлёстом в 1 м и скрепляем их с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Это наиболее простой и прочный способ сращивания стропильных ног.
Крепим мауэрлат. Монтируем брус по всему периметру стен здания в верхней части. Брус соединяем внахлёст с использованием большого количества мест крепления с основанием несущих стен. Узлы соединения скрепляем металлическими скобами.
Между стеной и брусом прокладываем слой рубероида для создания гидробарьера. В кирпичных, газобетонных, пенобетонных и арболитных домах под мауэрлат заливается железобетонный пояс с предварительно закреплёнными штырями для установки бруса. Штырь должен иметь диаметр не менее 10 мм и выступать примерно на 30 мм за пределы пояса. Шаг между штырями — от 1 до 2 м.
Устанавливаем лежень — центральную балку между двумя короткими сторонами мауэрлата для обеспечения дополнительной прочности под стропилами. Такой прогон необходим для создания вальмовой кровли большой площади.
Монтируем опорные стойки. Они выполняют роль опор для конькового прогона.
Монтируем коньковую балку. При установке конька вальмовой кровли следует провести точные замеры, так как на нём будет держаться вся система кровли. Точность его установки проверяем уровнем по высоте.
Прибиваем стропильные ноги. Монтируем центральные стропила, а после них диагональные. Во время монтажа нижнюю часть балок упираем в мауэрлат. Это можно сделать двумя способами: с вырезкой или с опорными стойками. В первом случае вырезаем в мауэрлате паз, вставляем в него стропила и закрепляем их металлическими уголками. Во втором случае просто накладываем стропило на мауэрлат и под него подкладываем брусок с косым срезом. Их также закрепляем с помощью металлического уголка.
Устройство узла на коньковой балке производим методом «в полдерева». Для этого выпиливаем на конце стропильных ног выемку, которая должна быть равна половине толщины доски. Затем соединяем эти выемки друг с другом и закрепляем гвоздями или нагелями. Получается прочный коньковый узел. Для большей прочности все узлы закрепляем стальными уголками.
На диагональные стропила оказывается большое давление, поэтому их усиливаем с помощью стоек, которые монтируем на перекрытие или устанавливаем подкосы под определённым углом. Можно использовать шпренгель в виде Т-образной балки, развёрнутой на 180°.
Монтируем рядовые стропила аналогично центральным, формирующим края трапециевидной конструкции. Низ балки опираем и крепим на мауэрлат, а верх упираем в балку конька.
Устанавливаем нарожники, которые изготавливаем из цельной доски. В месте их крепления к длинному стропилу делаем специальные врубки или ставим опорные балки и обеспечиваем необходимую прочность с помощью металлических креплений. Для упрощения работы нарожники можно устанавливать вразбежку.

Все деревянные детали стропильной системы перед сборкой обрабатываем специальными огнеупорными и антисептическими средствами.

Видео: стропильная система вальмовой крыши

Создание вальмовой стропильной конструкции является длительным и сложным процессом, требующим внимания к каждой конкретной детали. Но если правильно и точно выполнять все этапы работ, то в результате вы получите красивую, долговечную и надёжную крышу для своего дома.

Виды кровельного покрытия для вальмовой крыши и их монтаж

Для вальмовой крыши используются разные виды кровельных материалов, которые в большом количестве предлагают производители. При выборе необходимо оценить цветовую гамму, простоту монтажа, вес и долговечность кровельного покрытия. Немалое значение имеют стоимость и эффективная площадь материала. Рассмотрим самые популярные виды кровельного покрытия:

керамическая и цементно-песчаная черепица;
металлочерепица и кровельный профнастил;
шифер и ондулин;
мягкая черепица.

По мнению автора статьи, следует обратить внимание на шумопоглощающие свойства кровельного материала. С этой точки зрения металлопрофили проигрывают ондулину и мягкой черепице с их прекрасной шумоизоляцией

Кроме того, на поверхности металла при перепаде температур образуется конденсат, поэтому нужно принимать меры для его удаления. Мягкая черепица отличается простотой монтажа, но для неё необходимо установить сплошную обрешётку из фанеры толщиной 12 мм и положить подкладочный материал, а это несколько удорожает её применение. По этим причинам, а также в силу небольшого веса и простоты укладки автором статьи для покрытия жилого дачного дома был выбран ондулин. В процессе эксплуатации кровли стало ясно, что во время сильного дождя на чердаке слышен небольшой шум, а после утепления мансарды посторонние звуки практически пропали.

Монтаж кровельного покрытия производится на обрешётку. Перед проведением кровельных работ нужно смонтировать капельники, ветровые доски и кронштейны водосточной системы. Крепление листовых материалов производится саморезами с шайбой и резиновой прокладкой в шахматном порядке. Укладка листового покрытия вальмовой крыши начинается от центра ската к краям.

Монтаж кровельного листового покрытия начинается с первого цельного элемента, затем симметрично крепятся листы слева и справа

Монтаж производится по натянутому вдоль карниза шнуру. Мягкая черепица укладывается снизу вверх с рекомендованным производителем нахлёстом.

Металлопрофиль

К металлопрофилю относится кровельный профнастил и металлочерепичное покрытие. Полная ширина листа металлочерепицы 1180 мм, эффективная ширина при этом равна 1080 мм, длина может меняться от 765 до 8000 мм, шаг обрешётки равен 350 мм. Кровельный профнастил имеет монтажную ширину 1000 мм и длину до 6 м. Срок службы этих покрытий достигает 50 лет, при этом материал имеет небольшой вес и просто укладывается.

Профнастил легко монтируется и служит до 50 лет

Шифер

Шифер отличается большим весом и хрупкостью, поэтому в современном строительстве используется его лёгкий (вес листа 6 кг) аналог — ондулин.

Шифер отличается большим весом и хрупкостью, но по-прежнему популярен

Длина листа ондулина составляет 2 м, ширина — 0,95 м, полезная площадь — 1,6 м2. Монтируется ондулин на обрешётку с шагом 45 см, с продольным нахлёстом 20 см, боковой нахлёст составляет одну волну. Дополнительные преимущества: срок службы до 50 лет, хорошее шумопоглощение, простота монтажа.

Срок службы ондулина достигает 50 лет, при этом кровля отличается шумопоглощением и простотой в монтаже

Мягкая черепица

Длина мягкой черепицы составляет 1 м, ширина в среднем равна 333 мм, нахлёст зависит от вида и формы, а толщина составляет 6 мм. Это лёгкий шумопоглощающий материал, который просто монтируется, служит до 35 лет, стоит недорого, но нуждается в сплошной обрешётке и подкладочном слое.

Мягкая черепица придаёт крыше современный вид и просто монтируется на сплошной обрешётке

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:

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.

Чертеж стропильной системы

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:

Изначально нужно выбрать ориентировочно предполагаемый шаг стропильной системы. Отталкиваться можно от вышеуказанных значений, т.е. расстояние равно 1 м.
Следующее значение, которое понадобится – это длина конька (ската).
После этого, длина стропила разделяется на ориентировочно выбранное значение шага. Полученный результат округляется до большего значения, после чего увеличивается на 1.
Последнее при расчете – это деление общей длины ската на значение из предыдущего пункта. Это и будет необходимое расстояние, которое нужно соблюдать в процессе установки стропильной системы.

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

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

Шаг стропил

Виды кровельных покрытий

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

Типы покрытий:

Черепица. У такого вида кровельного материала, которой часто применяется в устройстве четырехскатной крыши вальмового типа, существует множество разновидностей. Бывает черепица из цемента, из керамики, битумная разновидность, которую иначе называют мягкой черепицей и из металла.
Шифер. Разновидности шифера применяются к устройству кровли вальмового типа все без исключения. Однако, при выборе этой разновидности материала, многое зависит от необходимости сооружать чердачное помещение жилого типа или мансарду. В этом случае лучше не использовать металлический шифер (металлический профилированный листовой материал), он не может создать комфортную атмосферу в помещении под крышей. Для покрытия вальмовой крыши, под которой находится жилое помещение лучше использовать еврошифер. Состав материала – это стеклоткань и пропитка из битума, благодаря которым кровле обеспечивается надежность и хорошие теплоизолирующие свойства.
Vip покрытие. Такое покрытие – идеальное решение для кровли. Его можно поставить в один ряд со сланцевой разновидностью черепицы, камышитовой кровлей, которые придают величественный вид дому, особенное, если ими покрыта вальмовая крыша. Минус в этом случае только один – дороговизна материалов, но относительно других качеств и свойств vip материалы изготовлены на высшем уровне.

Виды кровельных покрытий

Вальмовая крыша

Важными в чертежах четырехскатной вальмовой крыши являются узлы соединений основных элементов конструкций:

Крепление диагональных и рядовых стропил к мауэрлату;
Соединение концов конька с балками;
Крепление кобылки к стропильной ноге. При ее отсутствии – детализация на чертеже запила доски для соединения с мауэрлатом.
Установка нарожников.

Следующим этапом в проектировании четырехскатной вальмовой крыши будет нанесение слуховых или мансардных окон, отверстий вентиляционных труб, дымоходов на чертеж. Эти проемы в каркасе обрамляют деревянными брусками. Кровля укладывается на «пирог» из теплоизоляции. На балки натягивается пароизоляционная пленка, поверх нее устанавливают крепление обрешетки. Укладывается утеплитель, а следом за ним – рейки контробрешетки. Завершающий этап зависит от кровельного материала.

Конструкция

На четырехскатную крышу здания помимо постоянной нагрузки от кровли, каркаса и утеплителя воздействует ветер и осадки. От максимального количества снега, выпадающего зимой в регионе строительства, зависят такие показатели:

Тип кровельного материала, следовательно, и вид обрешетки;
Размер сечения бруса;
Количество поддерживающих элементов в конструкции.

Расчет постоянной нагрузки G на четырехскатную крышу производится путем сложения веса всех материалов в кровельном пироге на 1 кв.м. Полученное значение по СНИПу необходимо умножить на коэффициент 1,1 для запаса прочности.

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W=Wo×k×с,

где Wo – ветровое давление, которое можно взять из справочника для определенной местности;

k – коэффициент, учитывающий изменение по высоте ветрового давления;

с – коэффициент аэродинамический (принимаем равным 0,8).

Формула расчета снеговой нагрузки представляет собой значение из справочника для города постройки, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона скатов. Дальнейший расчет покажет подходящее сечение балки для каркаса четырехскатной вальмовой крыши, а также необходимость укрепления конструкции дополнительной опорой.

Полученные нагрузки стоит сложить и умножить на грузовую площадь стропильной ноги. Чтобы узнать линейную распределенную нагрузку по длине балки, необходимо будет поделить полученное значение суммарной нагрузки на длину элемента.

Расчет площади скатов вальмовой крыши

Чтобы составить смету кровли, необходимо знать, сколько понадобится материала. Для этого «разбивают» четырехскатную крышу на плоские геометрические фигуры и вычисляют площадь каждой из них. Исходные данные берут из чертежей: высоту конька или углы наклона, расстояние между стеной и свесом, габариты здания.

Для простой шатровой четырехскатной крыши делают расчет площади одного равнобедренного треугольника и умножают полученное значение на 4. Следует учитывать, что посчитать площадь от конька до карниза на чертеже с точностью до кв.см – невозможно. Расчетами определяют приближенное количество материала.

В примере ниже чертеж и расчет четырехскатной шатровой крыши с длиной свеса крыши в 1 метр, углом уклона 50°для здания со стенами размерами 5,25м.

Как рассчитать систему стропил вальмовой крыши

Расчет несущей конструкции является основным этапом проектирования крыши. Малейший просчет в расчетах может быть причиной деформации или разрушения кровли.

После изучения конструкции крыши необходимо рассчитать угол наклона системы стропил. Чем он выше, тем большему воздействию ветров подвержена кровля, но от снега и наледи очищается самостоятельно.

Величина угла наклона скатов может быть 5-60 градусов, она зависит от нагрузки ветра и снега.

После определения угла наклона следует начинать расчеты определения основных нагрузок, которым подвержена крыша. К ним относятся вес самой кровли и природные явления – ветер и осадки.

Общее значение веса несущей конструкции, обрешетки, покрытия и утепления делят на площадь всех наклонных плоскостей. Полученная величина показывает нагрузку на 1 м2 кровли. Для жилого дома она должна выдерживать нагрузку в 45-50 кг/м2. Этот показатель одинаковый для любой местности.

Осадочные нагрузки разнятся в зависимости от местности и составляют 80-150 кг/м2. Эту величину можно узнать, используя «Строительные нормы и правила».

Значение нагрузки необходимо помножить на корректировочный коэффициент:

На 1.0, когда угол наклона не превышает 25 градусов;
На 0.7, если значение угла 25-60 градусов.

Если кровля подвергается регулярным сильным снегопадам, рекомендуется установка двойных опор или сплошной обрешетки.

Определение ветровой нагрузки подразумевает использование коэффициента давления ветра.

Показатель нагрузок (ветровой и снеговой) умножают на индекс, равный значению шага стропил. Шаг стропил определяется в метрах.

Завершающим этапом является расчет количества и критериев материалов.

После вычисления всех нагрузок на 1 м2 и на площадь всей кровли, определяют сечение опор (наименьшие значения):

Мауэрлат – 10*10 см.
Затяжки и прогоны – 5*15 см.
Кобылки, подкосы, ригели – 10*10, 15*15 см.

Количество балок, на которых крепится обрешетка и дополнительные элементы вычисляется длиной кровли. Например, длина крыши 12 м, шаг между стропилами 1 м. Исходя из этого, понадобится 24 строительные ноги, по 12 на каждую сторону.

При проведении расчетов для объемных проектов рекомендовано использовать специальные компьютерные программы для проектирования.

Все полученные показатели необходимо нанести на чертеж.

https://youtube.com/watch?v=n_Yr2QB3diM

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.

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 тепло-. паро- и гидроизоляции влияют на это значение, прибавку дает и способ укладки материала, который проводят зачастую внахлест.

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 металлочерепица .

Для шифера пример расчета следующий:

Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м 2 .
Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м 2 .
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:

Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.
Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.
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

Стропильная система вальмовой крыши

Вальмовую крышу образуют четыре ската, а её стропильная система содержит элементы двускатной и шатровой кровли. В основном используются наслонные стропила, которые опираются на коньковый прогон, закреплённый на стойках. Вальмовая крыша состоит из следующих элементов:

по периметру стен монтируется мауэрлат, при наличии внутренней капитальной стены на неё крепят лежень;
на мауэрлат устанавливаются затяжки или балки перекрытия;
на вертикальные стойки крепится коньковый прогон;
на мауэрлат и коньковый прогон опираются основные стропила, образующие трапециевидные скаты;
диагональные стропила образуют треугольные скаты;
нарожники представляют собой укороченные стропила, формирующие силовой каркас между диагональными и рядовыми стропилами;
подкосы и шпренгели используются как дополнительные опорные элементы;
кобылки применяются для удлинения стропил и нарожников;
контробрешётка создаёт вентиляционный зазор;
обрешётка используется для крепления кровельного покрытия.

Вальмовая крыша состоит из стандартных элементов и специфических стропильных узлов, которые обеспечивают необходимую прочность конструкции

Кроме того, стропильные ноги усиливаются ригелями и дополнительными стойками. Часто эти элементы образуют стены и потолок мансардного помещения.

Мауэрлат и его размеры

Мауэрлат является связующим звеном между каркасом здания и стропилами и представляет собой цельный брус, прикреплённый к стене резьбовыми шпильками. Для устранения распирающего воздействия стропил на стены брусья мауэрлата необходимо крепить к сплошному армированному поясу. Шпильки с шагом от 80 до 100 см замуровываются в монолитный пояс.

Мауэрлат проходит по верхнему периметру здания и крепится к бетонному армированному поясу шпильками

Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку с крыши на стены здания, его длина равна периметру дома. Для его изготовления используют сосновый пиломатериал с сечением равным 150Х150, 150Х200 или 200Х200 мм. На углах дома брус соединяется между собой с помощью резьбовых шпилек.

Установка конькового прогона

Коньковый прогон служит опорой для основных и диагональных стропил и устанавливается на вертикальных стойках, которые опираются на балки перекрытия или лежень. Для придания жёсткости прямоугольной конструкции рекомендуется устанавливать диагональные подкосы между стойками и прогоном. Для монтажа центрального прогона используется брус 100Х100 мм или 50Х150 мм.

Монтаж центрального прогона производится с помощью вертикальных стоек, опирающихся на лежень или на балки перекрытия

Чаще всего используются наслонные стропила, но для обитаемых чердачных помещений можно спроектировать и висячий тип стропил, чтобы освободить жилое пространство от нагромождения вспомогательных конструкций.

Вариант с висячими стропилами максимально освобождает жилое пространство от громоздких конструкций

В этом случае к центральному прогону крепятся основные и диагональные стропила, которые усиливаются ригелями и стойками, образующими стены и потолок мансарды.

Измерение и вычисление сечения стропил

Рассчитать важно и водосточную систему для вальмовой крыши. В основном она зависит от угла наклона и площади крыши

Так, если та не превышает 60 м2, то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м2, тогда диаметр увеличивают до 150 мм. Количество самих же труба нужно рассчитывать из того факта, что на каждые 10 метров идет одна труба.

Вот как рассчитать вальмовую крышу при помощи таблицы с коэффициентами:

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: а2+b2=с2. 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.

Нужно измерить площадь каждого, и тогда станет понятно, как рассчитать каждый элемент.

Что умеет наша онлайн программа расчета крыш?

Редактирование ската – как использование готовых шаблнов, так и свободное рисование. Возможность тонко настраивать каждый скат калькулятора кровли
Редактирование вырезов на скате – как из готовых шаблонов, так и (как в скатах) – свободное рисование для расчета фасада или кровли
Расчет раскладки материала с учетом заданных параметров и схемы скатов
Возможность менять материал (как внутри одного вида, так и менять полностью вид материала) с перерасчетом раскладки
Ведение и расчет всей кровли (проекта)
Формирование итогового отчета по метериалам и раскладки материала по всем скатам
Предоставление доступа как другим сотрудникам компании, так и третьим лицам

Устройство крыши с вальмами

Схема вальмовой крыши. Которая лидирует у застройщиков, имеет четыре ската, из них два треугольных. Эти вальмы крепятся в торцах крыши дома, чтобы соединить карниз и коньковую балку. Передняя и тыловая вальмы строятся в виде трапеции (усеченный треугольник), у них бо́льшая площадь и увеличенный скат. Трапецеидальные вальмы скрепляют конек и карниз с оставшихся сторон.План Т-образной кровли

Также схемы крыш бывают полувальмовыми, и называются они голландскими. Полувальмы – это когда карнизы боковых скатов находятся выше фронтального и тылового скатов. Голландская крыша чаще всего возводится при оборудовании в мансарде жилой комнаты.

Привычная вальмовая крыша имеет в составе узлы и элементы, собирающиеся в единую конструкцию одним способом, и служащие каркасом для более сложных конструкций. На схеме ниже вальмовая конструкция состоит из таких элементов:

Угловое стропило (позиция №1) устанавливается всегда под меньшим наклоном, чем промежуточные стропила. Для промежуточных и угловых стропил по бокам крыши используют доску размером 50х 15 см;
Короткие стропильные балки (позиция №2) устанавливают на угловых стропилах. Угол наклона должен быть одинаковым с наклоном промежуточных стропил;
Сечение конька (позиция №3) должно быть таким же, что и у самих стропил;
Центральные промежуточные стропила (позиция №4) крепятся на углах коньковой балки с трех сторон;
Промежуточные стропила (позиция №5) – это балки, которые соединяют коньковую балку и обвязочные доски, уложенные по верху крыши. Доски обвязки образуют карниз.

Традиционная крыша по вальмовой схеме

Более подробная схема устройства крыши с вальмовыми элементами – на рисунке ниже:

Конек подпирается стойкой (позиция №1), которая крепится в месте соединения встречной пары стропил и балки конька. Стойки не всегда присутствуют в схеме крыши, но их аналоги должны присутствовать в схеме;
Затяжка (балка потолочного перекрытия, позиция №2) –балка для скрепления стропил между собой;
Кобылка (позиция №3) служит для продолжения свеса, балка кобылки крепится к стропилам. Свес нужен для защиты стен дома от дождя и снега;
Ветровая балка (позиция №4) усиливает стропила с наветренной стороны дома. Эта балка может устанавливаться и с нескольких сторон;
Нарожник (короткое стропило, позиция No5) крепят нарожник к угловой стропильной балке;
Мауэрлат (позиция №6) – мощный деревянный брус, который служит основой любой крыши;
Шпренгель (позиция №7) усиливает конструкцию крыши и уменьшает нагрузку на стены. Крепится по диагонали между углами дома на мауэрлате;
Подкосы (позиция №8) могут крепиться к стропилам под разными углами. Их количество и угол крепления зависят от наличия или отсутствия мансарды;
Диагональные (боковые стропила, позиция №9) устанавливаются с одного или с обеих торцов кровли;
Прогон (позиция №10) – это шаг крепления стропил.

Основные и дополнительные элементы конструкции

Виды стропил вальмовой крыши

Опоры крыши вальмового типа делятся на два вида:

Висячие – балки расположены на брусе потолочного перекрытия двух внешних стен без дополнительной поддержки.
Наслонные – по верхнему краю внутренних стен располагается горизонтальный брус, к которому крепятся вертикальные опоры. Основой для торцевой части бруса являются наружные стены.

Наслонный тип опор подходит для построек с промежуточной опорной стеной или колоннами.

Данная несущая конструкция имеет больше базовых точек, поэтому сделать ее можно значительно легче.

Если здание имеет две несущие стены, устанавливается стяжка, поддерживающая стропильные ноги и распределяя нагрузку по всем вертикальным опорам.

Для вальмового типа крыши наиболее подходящей считается наслонная система, придающая большей прочности и облегчающая конструкцию кровли.

Такая модификация применяется при сооружении чердачной или мансардной крыши.

Расчёт вальмовой крыши

При вычислении параметров вальмовой крыши владелец дома задаёт высоту конька из практических соображений. Для холодного чердака она может быть менее двух метров, а при строительстве мансардной крыши нужно помнить о том, что по СНиП высота потолков жилого помещения должна быть не менее 2,3 м.

При предварительных расчётах сначала определяется высота конька, а затем длина центрального прогона, размер основных и диагональных стропил

Длина центрального прогона при равных углах наклона скатов выбирается такой, чтобы концы прогона располагались на одинаковом расстоянии от боковых и торцевых стен. В ходе дальнейших расчётов определяют размеры стропил, нарожников и вспомогательных элементов. Необходимо выбрать тип стропильной системы, поскольку если для вальмовых крыш с необитаемым чердаком более характерны наслонные стропила, то для крыш с мансардой можно применять и наслонные, и висячие типы стропильных соединений.

Расчёт угла наклона скатов и длины стропил

От угла наклона скатов зависит устойчивость крыши к ветровым воздействиям и способность выдерживать снеговую нагрузку. Уклон скатов является важнейшим параметром для расчёта длины основных и диагональных стропил, а также нарожников. За основу расчётов возьмём следующие параметры:

высота конька H_{к =} 3 м;
длина здания L_{дс =} 10 м;
ширина здания L_дтс = 6 м. Половину этого размера обозначим за L_птс: L_птс = 3 м;
длина конька L_к = 4 м;
расстояние от стены дома до конькового прогона T = 3 м.

Вычисления проводятся в несколько этапов.

Угол наклона трапециевидных скатов определяем из треугольника, образованного высотой, проведённой из крайней точки конька, половиной ширины ската и первого рядового стропила: tg a = H_к / L_птс = 1. Этому значению тангенса соответствует угол 45о.
Угол наклона треугольного ската находим из аналогичного треугольника, в котором роль гипотенузы играет среднее рядовое стропило, основание которого находится в середине торцевой стены здания: tg n = H_к / T = 1. Значит, угол n также равен 45о.
Высоту треугольного ската считаем по теореме Пифагора: Н₁ = √H_k2 + T2 = √9+9 = √18 = 4,24 м.
Высота трапециевидного ската (отрезок, проведённый из вершины трапеции к её основанию под углом 90o) H₂ = √H_k2 + L_птс2= 9+9= √18 = 4,24 м. Поскольку углы скатов в нашем случае одинаковые, то и высоты скатов также равны.
Для дальнейших расчётов понадобится длина диагональных стропил. Из треугольника, образованного половиной треугольного ската, по теореме Пифагора получаем L_c = √H₁2 + L_птс2= √4,242 + 32 = √ 26,98 = 5,19 м.

Таблица: значения тригонометрических функций для углов наклона скатов мансардной кровли

a, град.	tg a	sin a
20	0,36	0,34
25	0,47	0,42
30	0,58	0,5
35	0,7	0,57
40	0,84	0,64
45	1	0,71
50	1,19	0,77
55	1,43	0,82
60	1,73	0,87

Расчёт площади скатов вальмовой крыши

Площадь скатов необходимо знать для расчёта количества строительных материалов и составления схемы раскроя. У вальмовой крыши два треугольных и два трапециевидных ската, для вычисления их площади мы воспользуемся стандартными формулами из школьного курса геометрии.

Площадь треугольного ската S = (a · h) / 2, где a − длина, h − высота треугольного ската.
Площадь трапециевидного ската S = (a + b) / 2 · h, где a − длина конька; b и h − длина и высота трапециевидного ската соответственно.

Для подсчёта площади необходимо увеличить высоту каждого ската на размер карнизного свеса и иметь в виду, что их длины при этом тоже увеличатся.

Расчёт объёма мансардного помещения

Вычисление объёма обитаемого подкровельного пространства понадобится при расчёте систем теплоснабжения и кондиционирования мансарды. Поскольку под вальмовой крышей располагается многогранное жилое помещение с изменяющейся высотой и формой, то для расчёта объёма его нужно разбить на более простые фигуры. Обычно рассматривают сечение мансарды, образующееся каким-либо стропилом, разбивают его на прямоугольники, треугольники и трапеции, вычисляют их площади по приведённым выше формулам и умножают на длину мансарды. Полученные таким образом объёмы каждой части складывают и получают общий объём мансарды.

Для расчёта объёма мансардного помещения оно разбивается на элементарные фигуры, объём которых вычисляются отдельно и складываются друг с другом

Если при разбиении мансарды выделяются более сложные элементы, то их объём рассчитывается по формуле V = S · H, где S − площадь сечения, H − длина элемента.