Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Вальмовые крыши, именуемые время от времени голландскими и датскими, отличает добротность, надёжность и красивый европейский дизайн. Стропильная база таких крыш состоит из многих главных и усиливающих частей, требующих прорисовок либо трёхмерных чертежей, четких расчётов и выполнения.

Разновидности вальмовой крыши

К вальмовым крышам, не считая базисной традиционной конструкции, состоящей из 2-ух трапецеидальных скатов и 2-ух 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

Любая разновидность имеет свою схему стропильной системы. Дальше мы рассматриваем и рассчитываем традиционную вальмовую крышу.

Схема и основные элементы

Для выполнения расчёта стропильной системы необходимо ознакомиться с её базисной схемой, основными и вспомогательными элементами.

Основные элементы стропильной системы

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

  1. Мауэрлат. Представляет собой брус, зафиксированный по периметру внешних стенок с отступом от наружного края. Крепится к стенке. Мауэрлат рассредотачивает нагрузку от давления стропил, связывает стропильную систему со стенками дома, является основой кровли.
  2. Конёк. Верхняя перекладина для скрепления стропил скатов крыши. Высота расположения конька зависит от угла наклона скатов. Придаёт системе жёсткость и крепкость.
  3. Центральные стропила скатов. Производят опору концов конька на боковые стороны мауэрлата. Таких частей в системе 4 шт. — по 2 шт. на каждом скате.
  4. Центральные стропила вальм. Производят опору концов конька на торцевые стороны мауэрлата. Таких частей 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. Промежные стропила скатов. Инсталлируются параллельно центральным стропилам ската меж ними с схожим шагом, делая упор на боковую часть мауэрлата и брус конька. Если длина конька малозначительна — могут не применяться.
  7. Укороченные стропила скатов. Инсталлируются параллельно центральным стропилам скатов и имеют переменную длину — чем поближе к углу, тем короче. Опираются на боковую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество частей находится в зависимости от шага монтажа.
  8. Укороченные стропила вальм либо нарожники. Инсталлируются параллельно центральным стропилам вальм и имеют переменную длину — чем поближе к углу, тем короче. Опираются на торцевую часть мауэрлата и накосные ноги. Количество частей находится в зависимости от шага монтажа.

Схема и главные элементы стропильной системы

Подробнее о креплении стропил к мауэрлату вы сможете прочесть в нашей статье.

Элементы усиления вальмовой стропильной системы

Перечисленные выше элементы являются базисными, основными. Остальные элементы созданы для усиления главных и используются в ответственных постройках, к примеру, для жилых домов:

  1. Вертикальные стойки для подпора конькового бруса. Опираются на ригели (см. ниже), уложенные параллельно торцу дома либо лежень, расположенный по продольной оси строения (если под ним — серьезная стенка).
  2. Ригели либо затяжки. Связывают попарно стропильные ноги скатов. Служат опорой стойкам и диагональным подкосам (см. ниже). Могут служить опорами перекрытия, если они интегрированы в мауэрлат либо установлены конкретно в продольные стенки дома. Если затяжки расположить поближе к коньку, они станут основой потолка чердачного помещения.
  3. Диагональные подкосы (раскосы). Используют для роста жёсткости системы, если длина стропил более 4,5 м. Применение подкосов позволяет понизить сечение стропил, которые они усиливают.
  4. Шпренгель. Опора, устанавливаемая в углах мауэрлата. Служит для монтажа стойки, подпирающей и усиливающей накосную ногу.
  5. Ветровая опора. Служит для сопротивления деформации стропильных ног при порывистых, сильных ветрах. Крепится на стропила скатов изнутри, наискосок, с одной либо обеих сторон — находится в зависимости от ветровой нагрузки в районе строительства.
  6. Кобылка. Элемент наименьшего сечения, чем сами стропила. Удлиняет ногу стропил для организации свеса кровли в случае, когда единый элемент не выходит из-за ограниченной длины пиломатериала либо из суждений экономии.

Элементы усиления

Расчёт стропильной системы

Расчёт системы включает выбор угла наклона скатов и вальм и расчёт длин главных и вспомогательных её частей.

Выбор угла наклона продольных и торцевых скатов

Выбор угла скатов и вальм колеблется в границах 25–45° и находится в зависимости 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 однообразный. В вальмовых крышах также часто принимают однообразные углы исходя из убеждений эстетики, но они могут отличаться, если конкретно таковой является задумка конструктора.

Советы по применению кровельных материалов

Для наилучшего осознания метода расчёта разглядим 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

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

Для начала необходимо вспомнить некие формулы из школьной программки алгебры. Это отношение длин сторон прямоугольного треугольника, выраженное через тригонометрическую функцию угла и аксиома Пифагора.

Тригонометрические функции острого угла прямоугольного треугольника

Аксиома Пифагора

Изобразим каркас стропильной системы в аксонометрическом виде:

Выполним расчёт главных частей 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:

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

Длина дома: BL = 12 м.

Длина конька:

3. Длина угловых стропил CA также может быть получена из аксиомы 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:

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

Данные таблицы соответствуют атмосферным нагрузкам Столичного 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 наибольшее, среднее и малое 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 промежных стропил составит: 7,044 / 2,15 = 3,28 отрезков. Округляем в огромную сторону — до 4. Число промежных стропил 1-го ската — 3 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

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

Объём пиломатериалов на оба ската:

При сечении 50х175 мм шаг составит 60 см. При длине конька 7,044 м число промежных стропил составит: 7,044 / 0,6 = 11,74 отрезков. Округляем в огромную сторону — до 12. Число промежных стропил 1-го ската — 11 шт.

Объём пиломатериалов на оба ската:

Как следует, для нашей геометрии хорошим исходя из убеждений экономики вариантом будет сечение 75х200 мм при шаге 1,4 м.

5. Для расчёта длин укороченных стропил ската MN снова придётся вспомнить школьную программку, а конкретно правило подобия треугольников.

Подобие треугольников по трём сторонам

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

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

Другими словами появляется два отрезка с одним укороченным стропилом посреди. Небольшой треугольник будет иметь катет, в 2 раза меньше ED:

Составляем пропорцию схожих треугольников:

Исходя из этого соотношения:

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

6. Определение длины укороченных стропил вальм (нарожников) производится так же из соотношения схожих треугольников. Потому что длина центральных стропил вальм СD = 3,52 м, шаг меж 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:

При таковой высоте сечение стропила принимаем 75х125 мм. Полное 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:

2. Площадь 1-го ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

Суммарная площадь кровельного покрытия:

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неминуемые утраты. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый сбалансированный вариант.

Штора рулонная «Тропики», 200х175 см, цвет салатовый

Штора рулонная «Тропики» употребляется в квартирах и личных домах для приглушения и рассеивания солнечного света. Изделие выполнено в дизайнерском стиле, имеет приятный салатовый цвет и набросок в виде больших белоснежных листьев.

Особенности

Установка осуществляется на потолок либо стенку с помощью сверления, винты прилагаются. Общая ширина солнцезащитной системы составляет 203,5 см. Ткань к трубе крепится при помощи специального клея. Ширина полотна 200 см, по мере надобности штору можно надрезать до требуемого значения. Высота полотна добивается 175 см, регулируется с помощью цепочки. В сложенном виде поперечник рулона всего 4 см. Штору нельзя разглаживать и отбеливать. Допустима только химчистка.

Ключевые параметры

Copyright © 2020 - 2024