вальмовая крыша соотношение сторон

Важнейший параметр при строительстве вальмовой крыши — высота: от чего зависит, как рассчитать?

Вальмовые крыши пользуются большой популярностью у застройщиков частных домостроений.

Архитектурная конструкция выгодно отличается от других видов кровель.

Высота кровли влияет на способность кровли эффективно избавляться от дождевых и снежных осадков. Величина параметра важна при устройстве мансардного этажа.

Необходимость определения

Вертикальное расстояние между перекрытием верхнего этажа и коньковым прогоном существенно влияет на стоимость возведения вальмовой крыши. Чем оно больше, тем длинней накосные и рядовые стропильные ноги и нарожники.

Одновременно с удлинением стропил увеличивается площадь кровли, которой потребуется большее количество материала покрытия.

Чтобы сбалансировать затраты на строительство с получением нужного объёма чердачного пространства, необходимо произвести точный расчёт.

Это позволит найти оптимальный вертикальный размер вальмовой крыши.

От чего зависит?

Основные факторы, влияющие на расстояние до конька:

Вид стропильной системы

Вальмовые стропильные каркасы подразделяются на три основных вида:

Такие конструкции кровли часто используются для садовых беседок и других квадратных в плане построек.

Как правило, вертикаль вальмовой кровли равна длине балки мауэрлата одной из вальм. Это видно из геометрических построений накосных стропил и мауэрлата, где угол наклона скатов равен 450.

Если при пролёте 6 метров угол наклона стропил жёстко привязан к нормативной снеговой нагрузке, а соответственно от этого зависит вертикальный размер крыши, то при пролёте 12 метров и более возможны другие варианты.

В таких случаях в строение каркаса вводятся дополнительные усиливающие элементы в виде стоек, раскосов и шпренгелей.

Вспомогательные усиливающие элементы увеличивает несущую способность кровли. А это в свою очередь позволяет делать крышу несколько меньше расчётного параметра по СНиПу 2.01.07-85.

Вертикаль вальмовой крыши влияет на стоимость её возведения. Чем меньше вертикаль, тем меньше требуется материалов, а соответственно и финансовых затрат.

О других разновидностях вальмовых крыш читайте в этой статье.

Атмосферные явления

Основное предназначение крыши – защита жилого пространства дома от негативных воздействий окружающей среды. Это сезонная смена температур, агрессивное солнечное излучение (ультрафиолет), осадки в виде дождя, града, снега и сильные ветра, порой разрушительной силы.

Высота вальмовой кровли должна прежде всего способствовать эффективному удалению с поверхности кровли дождевой воды и снеговых накоплений. Чем выше кровля, тем быстрей уходят с неё вниз атмосферные осадки.

Однако в этом есть своя отрицательная сторона. Высокая кровля обладает повышенной парусностью, что ослабляет стропильный каркас в противостоянии сильному ветру.

На стадии проектирования нужно стремиться найти «золотую середину».

Угол наклона скатов крыши нужно определять по табличному значению снеговой нагрузки (СНиП 2.01.07-85), а сам дом или строение ориентировать так, чтобы ось конькового прогона была обращены в сторону наиболее преобладающих мощных воздушных потоков в соответствии с местной розой ветров.

Наличие чердака или мансарды

Подстропильное пространство вальмовой крыши может быть нежилым и представлять собой холодный (неотапливаемый) чердак. Однако в большинстве случаев застройщики стремятся использовать данное пространство в качестве мансарды, то есть жилого помещения.

Согласно нормативной документации, высота чердака не должна быть меньше 1,5 м. Это нужно для того, чтобы обеспечить необходимый воздушный зазор между кровлей и перекрытием дома для оптимальной теплоизоляции жилья.

При устройстве мансардного этажа расстояние от пола до потолка должно быть не менее 2,3 метра. Причём потолком является перекрытие под коньковым прогоном.

Учитывая особенности определения высоты чердака или мансарды, рассчитывают окончательную высоту вальмовой кровли.

Тип кровли

На стропильный каркас укладывают разный кровельный материал – это может быть мягкая или фальцевая кровля, металлочерепица или профнастил, а также ондулин.

Производители кровельных материалов в сопроводительной технической документации обычно указывают рекомендуемые углы наклона скатов кровли для определённого вида кровельного покрытия.

Ниже приводится таблица с такими параметрами, которые учитываются при расчёте высоты вальмовой крыши.

Расстояние до конька по отношению к параметрами дома

Для формирования гармоничных пропорций между габаритами корпуса здания и его крышей пользуются двумя методиками. Это соотношения высоты кровли к ширине дома и высоте его стен.

С шириной

Принимают во внимание длину фасадной стены под вальмовым скатом. Расчёт расстояние до конька производят по следующему алгоритму:

Со стенами

Соразмерность величины крыши с самим домом по вертикали можно отнести к визуальной гармонии этих частей здания в общем восприятии всего строения. Здесь важно учитывать эстетические нормы архитектурных пропорций деталей фасадов здания.

Например, чересчур высокая кровля будет нависать над фасадом дома, а маленькая по высоте крыша будет несуразно смотреться над подавляющим своей величиной фасадом строения. Идеальным соотношением высоты вальмовой кровли к высоте стен дома будет пропорция 1:1,5.

Вышеуказанная пропорция не является догмой.

В каждом конкретном случае возведения вальмовой крыши окончательное решение высоты конька остаётся за архитектором проекта.

Порядок расчета

Принимая во внимание всё вышеизложенное, можно подытожить, какие параметры необходимы для расчёта вертикального размера конькового прогона:

Оптимальный угол наклона скатов корректируют только в большую сторону. В противном случае это может привести к провалам в кровле и разрушению стропильного каркаса.

Заключение

На строительстве небольших объектов приусадебного назначения определить высоту вальмовой крыши можно вполне самостоятельно.

При проектировании жилого дома к расчёту высоты кровли нужно подходить с большой осторожностью. В этом случае будет полезен совет профессионального строителя.

Источник

Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

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.

Содержание

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.

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 стропильной системы, 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.

Точно рассчитать угол скатов вам помогут такие формулы:

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:

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

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

Вот как рассчитать вальмовую крышу при помощи таблицы с коэффициентами:

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.

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.

Подсчет количества кровельного материала

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.

Чтобы рассчитать материал для ребер или конька, нужно их длину разделить на длину, которая покрывается одним лотком.

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

А рассчитать площадь скатов для определения количества штучного кровельного материала вам помогут такие формулы:

Надеемся, наши формулы и иллюстрации помогли вам все рассчитать максимально правильно!

Онлайн-калькулятор для расчета

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

Источник

Определение угла наклона вальмовой крыши: критерии выбора, оптимальные и минимальные значения

Вальмовая четырехскатная крыша — одна из самых распространенных для использования в домах, имеющих в плане простой прямоугольник.

К недостаткам чердачной системы такой крыши в большинстве случаев относится малый объем чердака и стесненность, затрудняющая его использование в качестве дополнительного помещения, а также возможность проводить обслуживание стропильной системы.

Поэтому важно правильно рассчитать угол наклона такой кровли, соблюдая как требования к внутренним пропорциям, так и устойчивость к атмосферным воздействиям.

От чего зависит уклон?

Одним из основных параметров вальмовой крыши является угол наклона плоскостей, образующих чердак. В своем классическом виде она состоит из четырех наклонных плоскостей — двух треугольных (которые называются «вальмы») и двух трапецеидальных. Более подробно об устройстве вальмовой кровли мы писали здесь.

Вершины треугольных плоскостей, опирающихся на торцевые (поперечные) стены, соединяются так называемым коньком, к которому с двух сторон параллельно примыкают короткие стороны трапеций, образующих боковые плоскости крыши. Если вальма, начинаясь от конькового бруса, не доходит до карниза, крышу называют полувальмовой.

Уклон четырехскатной кровли проектировщики принимают сообразуясь с:

Зависимость от типа и назначения строений

Конфигурацию крыши обычно выбирают в зависимости от размеров и назначения строения. Это могут быть вальмовые, шатровые, полувальмовые (когда нижняя грань вальмы не доходит до карниза, а опирается на обрезанную часть фронтона или щипца) и другие виды.

Вальмовые крыши используются в сооружениях самых разнообразных типов, к числу которых относят:

Уклон зависит от необходимости обустройства подкровельного пространства. Для жилой мансарды кровлю нужно делать более крутой, для нежилого чердака достаточно малоуклонной.

Ветровая, снеговая, другие виды нагрузок

Значения этих видов воздействий принимаются в соответствии с рекомендациями Строительных Норм и Правил (СНиП 2.01.07-85 в его актуализированной версии от 2016 года — Свод правил СП 20.13330.2016), называемых «Нагрузки и воздействия».

Нормативные документы содержат таблицы, графики для различных климатических регионов бывшего СССР. Имеются в виду максимальные ветровые нагрузки, а также снеговые и дождевые, воздействующие на строительные объекты в зависимости от района строительства.

Так же учитывается устройство организованного (при помощи горизонтальных желобов и вертикальных водосточных труб) или неорганизованного (самотёк) удаления жидких осадков или талого снега с верхней поверхности крыши.

В соответствии с собранными данными рассчитывается деревянная или из стального проката стропильная система вальмовой крыши вместе с рекомендуемыми уклонами.

При проектировании кровли и выборе ее финишного покрытия нужно учитывать:

В местностях с сильными ветрами рекомендуется устраивать вальмовые кровли с наклоном 25-30°, в маловетренных — 30-45°.

Характеристика материала кровли

Финишное покрытие кровли современных строений, где установлены вальмовые крыши, зависит от целей использования, утепленности чердачного помещения и других факторов.

От типа кровельного покрытия зависит в первую очередь уклон вальмовой крыши. Для металлических кровель он может быть более пологим, для кровель другого типа — более крутым. Правильный выбор делается на основе СНиП II-26-76 «Кровли» в его актуализированной версии СП 17.13330.2017, в зависимости от финансовых возможностей заказчика, а также стоящих перед ним целей и задач.

Основные типы кровельных материалов и допустимые уклоны:

Оптимальные значения

Углы наклона кровли, при использовании разных видов финишных покрытий, зависят от рекомендаций изготовителя, а также СП 17.13330.2017 «Кровли».

Выбор этих значений определяется различной степенью герметизации внутренних помещений от атмосферных осадков, ветра и пыли в зависимости от материала кровли.

Использование рулонных битумно-полимерных кровельных материалов в вальмовых крышах допускается только лишь в виде подложек под основное покрытие, придающих дополнительные герметизирующие свойства. Эти материалы раскатываются параллельно карнизу поверх обрешетки с нахлестом смежных полотнищ от 15 до 20 сантиметров.

Также уклон выбирается в зависимости от назначения чердачного помещения. Чем круче крыша, тем меньше свободного пространства остается под кровлей.

Оптимальными значениями для вальмовых крыш считаются уклоны в пределах 20-45°. При этом угол трапециевидных скатов и вальм может отличаться.

Минимальные значения

Минимальный уклон нормативы не рекомендуют делать менее 10° (в этом случае, крыша может уже считаться плоской), даже если это позволяет производитель кровли (в большей степени это относится к металлическим кровельным покрытиям).

В этом случае доступ для обслуживания чердака и стропил с кровлей будет либо невозможен, либо крайне ограничен, также непростым делом будет устранение со стороны чердака аварийных протечек в случае их возникновения.

Минимальный уклон для кровельных покрытий:

Кровля с разными уклонами скатов

Иногда при проектировании с использованием эксклюзивного дизайна, крышу строения с целью оригинальности принимают нарочито перекошенной с искаженным осями симметрии. Таких домов становится все больше, и они действительно выделяются на фоне строений с традиционными геометрическими формами.

Распространенные варианты:

При использовании таких покрытий угол наклона наименее крутой плоскости должен быть не менее принятого для стандартной вальмовой крыши с тем или иным видом внешнего покрытия, то есть для металлической 30°, для остальных — не меньше 30°.

Как рассчитать?

Для выбора углов наклона используют все тот же свод правил СП 17.13330.2017 «Кровли». Для расчета несущих элементов стропильной системы и их сечений предназначен СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» в актуализированной редакции СП 64.13330.2017.

Для расчета углов наклона вальмовой кровли лучше всего воспользоваться каким-либо онлайн калькулятором, который легко найти в интернете. В основу расчетов обычно заложен один и тот же математический алгоритм.

Исходными данными для таких калькуляторов являются:

Рассчитать вальмовую систему можно и вручную, используя построения и формулы, из школьных учебников по геометрии и тригонометрии, с использованием тех же исходных данных, что и для автоматического расчета.

На выходе должны получиться размеры треугольников и трапеций, а также определена высота конька над чердачным перекрытием. Нужно лишь следить за тем, чтобы размеры наклонных сторон (бедер) трапеции совпадали с размерами наклонных сторон треугольников (вальм), а все вместе они сходились в коньке на одинаковой отметке.

Только в этом случае образуются одинаковые углы наклона внутрь чердака отдельных плоскостей вальмовой крыши от карниза здания относительно вертикалей ограждающих стеновых конструкций.

Расчет геометрической конфигурации, размеров, углов наклона вальмовой крыши автоматически не влечет расчета ее несущей способности.

Несоблюдение рекомендаций и последствия

При несоответствии реальных уклонов и соответствующего материала кровельного покрытия, а также ошибках и несоблюдении рекомендаций производителей кровли и проектировщиков, в чердачные подкрышные помещения могут попадать атмосферная влага, пыль, споры сорных растений, грибка, плесени, личинки древоядных насекомых.

Слишком большая крутизна (угол наклона), высота покрытия и его парусность потребует увеличения сечения элементов стропильной системы вальмовой крыши.

В пологих кровлях может происходить замачивание обрешетки, нижерасположенных конструкций и, как следствие, развитие коррозионных процессов, а также биологического загрязнения и ослабления несущей способности деревянной стропильной системы вследствие ее гниения и поражения грибком.

Заключение

От величины угла вальмовой кровли напрямую зависит, можно ли будет использовать подкровельное пространство. Именно уклон определяет, будет ли кровля эксплуатируемой или неэксплуатирумой.

Кроме того, угол влияет на площадь крыши, а значит и на стоимость строительства. Напрямую зависит от уклона и нагрузка на стропильную систему. Поэтому при проектировании важно найти оптимальную величину.

Источник