Проведение математических расчетов – неотъемлемая часть любого строительства. Не рассчитав прочность конструкции или количество требующихся стройматериалов, не стоит приступать к строительству дома. Расчет крыши и ее отдельных элементов – важная и сложная задача. От точности проведенных расчетов зависит, как долго прослужит крыша, насколько надежно она будет защищать дом от атмосферных осадков и ветра, будет ли в доме тепло, и сможет ли конструкция противостоять возможным экстремальным воздействиям – ураганам, землетрясениям. Если расчет выполнен неправильно, крыша под воздействием собственного веса и внешних факторов может деформироваться и даже обрушиться.
Перед тем, как приступать к монтажу крыши, нужно правильно рассчитать ее стропильную систему, необходимое количество пиломатериала и кровельного покрытия.
При расчетах нужно учитывать форму и конфигурацию крыши, угол наклона кровли, снеговую и ветровую нагрузку, сечения балок, примерный вес конструкции и другие параметры. Материалы, представленные в данном разделе, помогут самостоятельно провести расчет крыши дома. Вы узнаете, какими факторами руководствоваться при выборе формы крыши, как подобрать оптимальный угол наклона кровли в зависимости от климатических особенностей региона строительства, как правильно рассчитать конструкцию крыши и как не ошибиться с количеством материалов.
Благодаря подробной информации и пошаговым инструкциям вы сможете избежать типичных ошибок, допускаемых при проведении расчетов, и научитесь самостоятельно рассчитывать нужные параметры крыши. Приведенные в статьях геометрические формулы и чертежи помогут досконально разобраться в расчетах, а полезные советы по особенностям монтажа кровли из различных материалов пригодятся при проведении строительных работ. В разделе содержится большой информационный материал о государственных строительных нормах и правилах.
Как провести расчет вальмовой крыши:
разбираемся с вальмами и трапециями Вальмовые крыши относятся к числу наиболее часто используемых кровельных систем. Подобные конструкции отличаются надежностью долговечностью и оригинальностью. Прекрасно они подходят для зданий с жилыми мансардными этажами. Однако возведение подобной кровли связано с большими сложностями, чем строительство обычных двускатных крыш. Монтаж вальмовой крыши – процесс достаточно трудоемкий, но здание с такой кровлей приобретает очень стильный облик. Крайне важен грамотный расчет вальмовой крыши, от соотношений двускатных и вальмовых элементов зависит надежность строения. Прежде чем рассмотреть, как производится расчет, необходимо разобраться в деталях конструкции.
Устройство вальмовых крыш
На крайние стропила двускатных конструкций приходится нагрузка значительно большая, чем на другие элементы, поэтому они обязательно должны быть усилены. Один из компонентов успеха возведения подобных кровель – выбор качественной древесины для стропил. Хорошо подойдут лиственница или сосна. Дерево должно быть пропитано антисептиком и хорошо просушено.
Для небольших коттеджей рационально будет использовать полувальмовую или «голландскую» кровлю. Этот вариант предусматривает короткие, не доходящие до карниза торцовые скаты. Стропильная система в этом случае снабжается затяжками. Но большие здания требуют структуры, существенно более сложной.
Еще один хорошо известный вариант – «датская» вальмовая крыша с несколькими характерными элементами: специальными досками для опоры, ригелем с вкладышем, вальмовыми стропилами, проставками, верхней обвязкой стены. Подобный вариант, благодаря возможности экономии кровельных материалов и простоте монтажных работ, становится достаточно привлекательным решением, если вы возводите крышу своими руками.
Для кровли с тремя фронтонами предполагается наличие следующих составляющих: коньковых специальных прогонов, стропил для фронтонов, балок перекрытий, стоек, многочисленных затяжек. Такое устройство избавит объект от архитектурной безликости и отлично подойдет для необычных строений, например, для зданий с башенками. Такое инженерное решение наиболее дорогостоящее и существенно более сложное, чем перечисленные до этого. Общая площадь поверхности такого типа достаточно велика, поэтому возведение здания с подобным видом кровли потребует серьезного увеличения бюджета строительства.
Особенности стропильной системы
Особое внимание при монтаже подобного типа кровель требуется обращать на ключевой элемент – стропильную систему. Как уже упоминалось, расчет стропильной системы вальмовой крыши и обустройство стропильных систем – намного более трудоемкое и сложное дело по сравнению с двускатными крышами. Такие конструкции потребуют установки специальных, ориентированных на углы стенок, стропил. Эти стропильные ноги называются накосными диагональными.
Надо отметить, что накосные диагональные стропила намного длиннее традиционных. В соответствии с проектами на них опираются короткие стропила называемые нарожниками. Рассчитываемая для диагональных стропил нагрузка по обыкновению значительно превышает (примерно в 1,6 раз) нагрузку, которую несут стандартные стропила. В связи с этим и тем, что их длина значительно выше, диагональные стропила изготавливаются спаренными.
Предусматривающий спаренные накосные стропильные ноги расчет вальмовой крыши одновременно разрешает несколько различных проблем. Прежде всего, применение такой методики позволяет получить длинные неразрезные балки. Удвоенное сечение становится залогом прочности стропильной системы, несущей повышенную нагрузку. Кроме того, сдвоенные стропила позволяют унифицировать размеры деталей, используемых при строительстве. К тому же, спаривание дает возможность использовать для диагональных стропил пиломатериалы, не отличающиеся от пиломатериалов для изготовления стандартных стропил.
Расчеты вальмовой крыши
Проведенный по всем правилам расчет позволит обустроить кровлю, конструкция которой будет долговечной, безопасной, привлекательной и надежной. И даже если вы хотите заняться строительством самостоятельно, то для выполнения полного комплекса расчетов и грамотной разметки потребуется приглашение профессионала. Иначе последствия неправильных вычислений могут оказаться очень неприятными. Следует помнить, что кроме вычисления параметров стропил понадобится расчет и для всех других, применяемых для кровли, элементов.
Обязательным будет и изготовление вспомогательных разметочных реек с нанесенными на них отметками всех установленных расстояний – это существенно понизит риск возникновения вероятной ошибки.
Для грамотного выполнения монтажа стропил необходимо учесть погрешности расчета крыши. При этом осуществляется предельно точная заметка и проводится обозначение всех мест фиксации стропил.
Разметка выполняется посредством установления 2 ключевых точек. Первая размещается на нижней обвязке строения (мауэрлате), точно по центру стены. Вторая – посередине бруса конька. Центральное стропило должно быть уложено непосредственно между этими двумя упомянутыми точками.
В проектах, предполагающих наличие только 3 стропил, место для установки оставшихся определяется достаточно просто. От уже зафиксированного центрального стропила отмеряются в обе стороны отрезки, равные половине расстояния до бруса конька. Затем, строго параллельно основному, дополнительные стропила укладываются на эти отмеченные точки. Если же количество стропил превышает 3, то они укладываются по пролеткам конька равномерно.
Если вальмовая крыша возводится своими руками, то застройщику следует учитывать, что равномерное распределение достигается делением длины конькового бруса на число, которое на единицу больше общего количества укладываемых стропил – этот показатель показывает расстояние, необходимое для монтажа.
Параметр длины центральных стропил может быть установлен несколькими методами.
Совсем несложным, но не слишком удобным, является способ, согласно которому стропила ставятся на месте будущей фиксации. Затем на древесине очерчивается необходимый для спила контур, по которому и отпиливается лишняя часть.
Второй, более удобный, метод расчета стропильной системы представляет собой математический расчет. Устанавливается высота пролета конька и длина проекции стропил на плоскость кровли. Затем, согласно теоремы Пифагора, выполняется расчет длин стропил. В этом случае замер материала и отпиливание излишков осуществляется на земле, а на крышу поднимаются уже готовые к монтажу элементы
И наиболее простой прием, по которому комплекс коэффициентов длины стропил и их зависимость от габаритов строения и различных высот коньковых пролетов берутся в специальных строительных справочниках. В таком случае достаточно только выяснить точные размеры согласно чертежу крыши, являющемуся частью общего проекта дома.
Каждый проект должен принимать во внимание угол наклона кровли. Для того, чтобы установить расстояние, на которых будут зафиксированы промежуточные стропила, за точку отсчета выбирается единственное стропило. Такую точку размещают на мауэрлате. Расчеты должны учитывать, что длина стропила должна целиком совпадать с расстоянием между углом строения и самой точкой.
Следующие стропила устанавливаются равномерно с фиксацией их нижних концов на мауэрлате, а верхних – на диагональном стропиле. Вальмовые стропила при этом устанавливаются с угловыми, образующими двускатную часть кровли, встык.
Так же следует помнить о многих нюансах, таких как габариты крыши, зависящие от размеров всего строения. Чем сложнее проект будущей крыши, тем более сложные и более точные расчеты необходимы.
Сметная стоимость
Конструкция вальмовой крыши представляет совокупность множества ломаных линий, поэтому вычисление необходимого количества кровельного материала представляет особую сложность. К тому же, чаще всего подразумевается, что помещение под скатами будет использоваться как жилое. Поэтому смета расходов должна включать материалы для пароизоляции, теплоизоляции и гидроизоляции, а так же оплату работ по их монтажу.
