Как грамотно провести расчет вальмовой крыши: формулы и порядок действий

Обустройство крыши

Само название этого  элемента кровли – кровельный пирог – говорит о том, что он состоит из нескольких слоев различных материалов, располагаемых последовательно.

Наиболее удобно производить эти работы со стороны подкровельного пространства в следующем порядке:

• Вплотную к обрешетке изнутри нужно уложить мембранную пленку. Ее назначение – удалять влагу из толщины утепляющего слоя. Этот материал пропускает ее в одном направлении. Правильное расположение пленки определятся тактильными ощущениями – с проницаемой стороны она шероховатая на ощупь. Крепления к стропилам производится скотчем.
• Устройство слоя пароизоляции – применяется полиэтиленовая пленка, ее можно крепить скобками или скотчем.
• Укладка утеплителя. Выбор теплоизолятора – дело ответственное, поскольку волокнистые материалы способны активно впитывать влагу, при этом сбиваясь в комок и теряя свою объемность. А, следовательно, и свои основные качества по предназначению. Вероятно, целесообразным будет применение плиточных материалов типа пенопласта.
• Затем, поверх пенопласта укладывается еще один слой пароизоляции , затем мембранную пленку и финишную отделку.

Даже, не обладая специальными знаниями, любому доступна вальмовая крыша своими руками, если уделить при этом должное внимание мелочам, которых в таком деле нет. Аккуратность, последовательность и старательность – залог успеха

Как сделать четырехскатную вальмовую крышу — на видео:

Крыша

Конструкция вальмовой кровли

Рассмотрим основные конструктивные элементы четырехскатной вальмовой кровли:

• коньковый брус (конек), расположен непосредственно по центру кровли и служит основным несущим элементом, к которому примыкают другие деревянные элементы кровельной системы;
• накосные (угловые) стропила, крепятся к коньку одним своим концом, а другим упираются на край здания (в некоторых случаях выходят за него); угловые стропила являются основными несущими конструкциями, воспринимающими основную нагрузку кровли;
• центральная стропильная система, проходящая от конькового бруса по всей высоте скатов;
• промежуточные стропильные элементы, прикрепленные к коньку и скатам; служат для придания стропильной системе жесткости конструкции и повышения её надежности;
• короткие стропила различной длины; данные стропильные элементы не имеют крепления с коньком и примыкают к угловым стропилам под одним и тем же углом.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Значение наклона кровли подбирается исходя из климатических условий региона строительства. Четырехскатные вальмовые крыши без мансарды под углом 15–25° целесообразно устраивать на местности с сильными ветрами

Следует принять во внимание требования производителей кровельных материалов. Для каждого вида есть допустимые минимальные углы скатов по отношению к плоскости перекрытия

Высота конька рассчитывается по формулам, применимым к прямоугольным треугольникам в тригонометрии. В некоторых случаях выбирается сначала подходящая отметка верхней точки четырехскатной вальмовой крыши с чертежа, а затем уже вычисляется угол, под которым будут монтироваться скаты. В формуле а – является высотой конька, b – половиной ширины дома из плана. Исходя из величин а и b, по таблицам Брадиса для tg и ctg вычисляется угол наклона или высота конька.

Вам будет интересно: Как выбрать подходящую форму крыши для своего дома: преимущества и недостатки видов кровли

Определить длину стропильной ноги L можно, имея значение пролета, отметку верхней точки крыши или угла наклона по двум формулам. Если известна высота конька: L=L1+L2.

Меньший угол наклона характерен большой длиной стропил.

Какую информацию получают строители

Профессиональные застройщики тоже активно используют в работе такие калькуляторы. Что им это дает?

Параметры стропил

Самые важные нагруженные элементы любой крыши – это стропила, именно от них имеют прямую зависимость все главные эксплуатационные характеристики. Каждая стропилина обозначается своим индивидуальным номером, рассчитана ее длина. Это касается всех видов как обыкновенных, так и накосных стропилин, нарожников. Теперь застройщик может правильно разметить стропилины, без проблем сориентируется с дальнейшим использованием коротких отрезков.

Подробный план дает возможность правильно разметить и установить стропила

Но это не все, калькулятор выдает очень подробный детализированный чертеж, на котором можно увидеть технологию запиливания узлов примыкания стропилин:

• расстояние от верхнего торца ноги до нижнего. Этот параметр дает возможность сделать требуемый угол наклона примыкания элементов;
• углы боковых запилов — этими плоскостями нарожники фиксируются к наслонным стропилинам.

Точный расчет помогает грамотно выполнить узлы примыкания стропил

Теперь при отрезании каждой стропильной ноги нет необходимости пользоваться угольниками.

Не каждый застройщик умеет обращаться с такими измерительными инструментами, что увеличивает вероятность ошибок. Их трудно исправить, последующая правильная подгонка уменьшает длину доски, ее уже нельзя устанавливать на планируемое место. Соответственно, надо изменять углы примыкающих плоскостей, а это опять может стать причиной ошибки.

Общие данные вальмовой крыши

Последний, но не мене важный, блок информации. Для общего представления подается площадь кровли, длина карнизов и конька. На основании данных об общей площади застройщик подсчитывает кровельные материалы с учетом их типа. Есть перечень всех элементов стропильной системы, их длина и количество. Данные суммируются, дается общий метраж стропильных ног и объем необходимых пиломатериалов на основании их ширины и толщины.

С помощью онлайн-расчетов застройщик получает точное количество кровельного покрытия

Что касается обрешетки, то и здесь калькулятор оказывает значительную помощь застройщикам – они знают длину каждой рейки в зависимости от ряда ее фиксации. Заготовки можно отрезать на земле и на крышу подавать уже подогнанные рейки, уменьшается количество отходов, ускоряются работы. Кроме того, значительно повышается безопасность строительных работ, пилить на земле легче, чем делать это на высоте в неудобном положении. По обрешетке также подсчитывается общая длина и кубатура пиломатериалов.

По результатам расчетов закупается необходимый объем пиломатериалов для стропильной системы

Калькулятор стройматериалов для строительства дома с вальмовой крышей

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/м2

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)

123

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:

Регион

IaIIIIIIIVVVIVII

Высота до конька здания

5 мот 5 м до 10 мот 10 м

Тип местности

Открытая местностьЗакрытая местностьГородские районы

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Высота подъёма: см.
Длина конькового бруса: см.
Площадь поверхности крыши: м.
Примерный вес кровельного материала: кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: кг/м2.
Длина боковых стропил: см.
Длина диагональных стропил: см.
Количество вальмовых стропил: шт.
Уменьшите шаг стропил!
Количество боковых стропил: шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.
Объем досок обрешетки: м3.
Примерный вес досок обрешетки: кг.

После расчетов видно, что инструмент выдал почти все нужные данные для строительства. Какие конкретно?

1. Высоту подъема.
2. Длину (уточненную) конькового бруса.
3. Площадь рассчитываемой вальмовой крыши.
4. Ориентировочный вес материала кровли.
5. Количество рулонов кровли.
6. Нагрузку на проектируемую стропильную систему дома.
7. Длину, а также количество всех стропил (как боковых и вальмовых, так и диагональных).
8. Сечение, найденный вес стропил с указанием необходимого объема бруса.
9. Количество рядов, досок и, кроме того, объем досок с указанием суммарного веса.

Вальмовая четырехскатная крыша — хорошее архитектурное решение при строительстве. Но ее сложная конструкция немого нивелирует отличные эксплуатационные характеристики. Не всякий ее рассчитает.

Данный онлайн калькулятор для расчета вальмовой крыши дома прост и удобен, им может воспользоваться даже не специалист-строитель.

Нужно только знать некоторые правила и нюансы, делая расчет в онлайн калькуляторе. Они следующие.

При вводе исходных данных в представленный калькулятор некоторые параметры (например, ширину досок) следует выбирать, учитывая снеговую и ветровую нагрузку в конкретном климатическом регионе.

Если планируется построить теплую вальмовую четырехскатную крышу, то в расстояние между стропилами при расчетах в калькуляторе необходимо заложить нужный геометрический размер утеплителя.

Сложная конфигурация вальмовой крыши диктует некоторые действия, которые просто необходимо выполнить застройщику еще на стадии проектирования дома. Сложность в том, вальмовые скаты в форме треугольника и трапеции весьма своеобразны. В результате могут получиться большие отходы кровельного материала.

Чтобы этого не случилось, необходим тщательный предварительный раскрой материала (кстати, для начала его можно прикинуть на чертеже).

Особенности вальмовой крыши

Подобный вид кровли отличается отменными эксплуатационными характеристиками, но сложностью устройства. Конструкция составляют четыре стороны – две торцевые, имеющие форму треугольника, и боковые, напоминающие трапецию. Верхушка их соединена коньком, а бока – вальмовыми ребрами. Относительно основания, поверхности имеют одинаковый угол. С учетом ваших предпочтений, кровля может обладать карнизным свесом.

Правильный расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши может сделать исключительно специалист, но предварительные «прикидки» можно сделать с помощью онлайн калькулятора.

При расчете применяются данные длины скатов, стен и верхнего конька Источник st-par.ru

Несмотря на сложность расчетов и сооружения, вальмовая крыша относится к наиболее популярным конструкциям. Это обусловлено рядом преимуществ:

• Жесткостью конструкции
• Обтекаемостью покрытия
• Отсутствием фронтонов

Существуют и определенные недостатки:

• Многочисленные отходы материалов
• Сложность проведения расчетов
• Требуются специальные навыки при установке

Учитывая, что достоинств значительно больше, а трудности вас не пугают, калькулятор кровли четырехскатной крыши поможет выполнить примерные предварительные расчеты. По их результатам уже можно сформировать чертеж с визуализацией предпочтений.

Расчет кровельных материалов

Приобретение кровельных материалов сопровождается значительными финансовыми тратами, оптимизация которых сможет сэкономить огромные суммы денег. По этой причине при расчете площади 4-х скатной крыши для закупки кровельного материала, необходимо учитывать следующие особенности

1. Покрытие из шифера. Чтобы рассчитать квадратуру кровли под шиферное покрытие следует четко знать габариты дома и ширину свеса. Зная эти параметры, можно легко вычислить искомую величину по формуле: длину дома следует сложить с шириной двух свесов, после чего умножить на сумму ширины дома и ширины двух свесов и умножить на косинус угла наклона свесов. При закупке шифера следует учитывать, что его листы укладывают внахлест, поэтому потребуется незначительный запас в размере 5% от общего количества.
2. Покрытие из металлочерепицы. Для его расчета потребуется знать длину карнизных свесов по всему периметру здания, длину конька вдоль всей крыши, геометрические размеры дома, длину ендов и всех примыканий. При монтаже листов металлочерепицы оставляют до 15 % на прирезку, поэтому следует осуществить закупку с учетом необходимого коэффициента запаса.
3. Покрытие из мягких и рулонных материалов. Наиболее распространенный вариант обустройства крыши для четырех скатов. Расчетная формула зоны покрытия аналогична той, которая производится под шиферное покрытие с учетом дополнительных затрат на ендовы и конек.

Используя несложную методику проведения расчетов по вышеуказанным формулам можно получить достоверный результат, который при грамотном подходе конвертируется в сэкономленные на закупке строительных и кровельных материалов деньги.

Вальмовые стропила

Стропильная система собирается из бруса разного сечения, 150х50мм, 150х100мм. Обработка, подготовка стропильного материала включает в себя грунтовку антисептическими средствами, антипиренами. Брус нужен сухой с максимальной остаточной влажностью 12-15%, ровный, без сучков. Предпочтение следует отдать брусу из хвойных пород, смоляные мешочки которых защищают от разбухания, проникновения влаги.

Вальмовая крыша отличается от всех других типов и видов крыш наличием большого количества элементов, в частности стропил разного назначения. Скелет вальмовой крыши схож со скелетом большого кита, где малые и большие кости, а так же костные связки между ними образуют длинную прочную конструкцию.

Помимо отмеченных выше стропил в стропильной системе есть так называемые ребра, устанавливаемые с разных сторон, в зависимости от конфигурации вальмовой крыши. Ребрами могут называть так же угловые стропила.

Короткие ноги стропил крепят не на конек, а на стропильную доску, углового расположения.  Центральные стропила стыкуются в узлы конькового элемента, в который приходят с трех сторон. Промежуточные стропила соединяют конек и карниз. Особенность вальмовой крыши не только в большом количестве элементов

Важно правильно рассчитать угол наклона, шаг вальмовых стропил и прочие особенности стропильной системы

Правильный расчет угла наклона вальмовой крыши, а также её высоты зависит от веса кровельного материала и полной несущей нагрузки, в которую входит вес стропильной системы и природные нагрузки.

Ещё на этапе проектирования дома составляется схема вальмовой крыши, делается её чертеж, производится расчет стропильной системы вальмовой крыши. Проектирование конструкции вальмовой крыши происходит в такой последовательности:

1. Выбирают высоту конька, от которой напрямую зависит угол скатов. Оптимальным вариантом считается одинаковый уклон основных и вальмовых скатов крыши, когда нагрузки распределяются равномерно, кровля распределяется естественнее, а визуальная оценка выше. Оптимальное значение угла вальмовых крыш 20° – 45°. В регионах с большой снеговой нагрузкой высоту конька следует делать максимально высокой, в местности с регулярными ветрами большой силы минимальной. Высота конька вальмовой крыши определяется так же необходимостью создания чердачного пространства. Если планируется устройство мансарды, поднимать конек следует выше.

1. После определения высоты конька и производится расчет угла ската стропильной системы крыши вальмовой рановидности. Следует помнить, что увеличение угла усложняет конструкцию вальмовой крыши и увеличивает расход материала для кровли. Расчет угла производится так. Чтобы найти тангенс будущего значения угла, берется высота конька, умножается на цифру 2 и делится на длину ската (берется не ширина дома, а длина ската от верха до низа). Длина ската вальмовой крыши вычисляется с помощью Пифагора, то есть извлекается квадрат из суммы катетов. Катетами в данном случае являются высота конька и половина ширины основания вальмы. Здесь же следует не откладывая, найти длину накосных стропил, вычисляется она аналогичным способом.

1. Расчет площади крыши, следующий этап. Общая площадь крыши это сумма площадей двух вальмовых сторон и двух основных. Знать площадь необходимо для того чтобы произвести расчет необходимого количества кровельного материала, площади обрешетки, матов или рулонов для утепления крыши, паро-гидроизоляционных материалов. При использовании листовой кровли будет большой отход до 30% .

Устройство стропильной системы вальмовой крыши лучше понять, осмотрев схему, наглядное пособие поможет понять нюансы и подробности монтажа, к примеру, для чего заранее делают разметочную рейку, лекала по которым затем пилят стропила.

Можно ли доверять современным онлайн-калькуляторам

Строительство – это, по сути, целая наука, которая не терпит и не прощает даже малейших неточностей в любых вычислениях. Специалисты, безусловно, знают, как правильно выполнить те или иные действия, как быстро определить любой из описанных выше показателей.

Непрофессионалу, который собирается обустроить и покрыть крышу своего, например, небольшого дачного домика, справиться с задачей будет намного сложнее. Двускатные конструкции – это наиболее простой вариант, но и он тоже требует повышенной скрупулезности в вычислениях.

Сегодня на просторах Интернета есть немало сайтов, на которых работает онлайн-калькулятор для расчета двухскатной крыши, рассчитать двускатную крышу с его помощью можно за несколько секунд, если ввести в соответствующие поля запрашиваемые данные. Это удобный и быстрый способ решения проблемы, но вы должны понимать и то, что каждый расчет – это дело индивидуальное, всё должно быть выполнено с учетом нюансов конкретного объекта.

Монтаж

Вальмовую кровлю можно монтировать на беседку из любого материала. В случае с беседкой из дерева перед началом кровельных работ следует сделать усиление обвязки всей конструкции с применением балки-затяжки. После этого можно приступать к сооружению стропильной системы.

Верхняя обвязка деревянной беседки Источник kak-sdelat-kryshu.ru

От центра затяжки в обе стороны отступают одинаковое расстояние и ставят 2 стойки. Стойки вертикально фиксируются в вертикальном положении подкосами, которые устанавливаются временно. Верхние части стоек соединяют коньковым прогоном.

После этого закрепляют рядовые стропильные ноги. Количество стропил для беседки зависит от запланированного в чертежах шага и размера крыши. На следующем этапе крепятся стропила диагональные.

Далее при помощи пропилов делают так, чтобы стропила стали продолжением конька. После этого ноги прибивают к коньку.

Следующий шаг – установка нарожников. Они крепятся одной стороной к верхней обвязке стен, а второй к диагональным стропилам.

На стропила укладывается гидроизоляционная пленка. Листы пленки кладут в нахлест и крепят степлером. Внизу изоляционный материал прижимается рейками.

Эстетичность вальмовой крыши, безусловно, важна, но этим не ограничиваются ее достоинства

• Полное отсутствие вертикальных плоскостей делает такую крушу малоуязвимой в ветровой нагрузке. Если еще и величина уклона скатов незначительна – параметр ветрового давления на стропильную систему сводился к минимуму.
• «Сглаженность» форм на все четыре стороны делает такую крышу устойчивой вообще ко всем видам атмосферных осадков.
• С точки зрения энергосбережения, вальмовая крыша намного превосходит двухскатную конструкцию.
• Такую крышу значительно легче утеплить, разместив термоизоляционный «пирог» под скатами кровли. У двускатной крыши всегда имеются два проблемных фронтона, требующих особого подхода к утеплению и прекрасно «ловящие ветер».
• Удачное распределение нагрузок, обусловленное особенностью расположения основных, диагональных (угловых) и вальмовых стропил, обеспечивают высокую устойчивость всей системы к деформациям под действием внешнего приложения сил.
• Наконец, вальмовая крыша вполне может послужить и мансардой (при определённых углах уклона, безусловно). В любой их скатов может врезаться мансардное окно.

Недостаток у такой системы – это относительная сложность конструкции. Кроме того, на небольших по размеру зданиях и при малых углах уклона крыши чердачное помещение становится невместительным и малопригодным для полезного использования, особенно если система стропил потребует дополнительного усиления подкосами, стойками и т.п.

Очевидно, что недостатки – достаточно условны, и их вполне можно свести к минимуму. А вот количество достоинств – впечатляет, что и способствует постоянному росту популярности вальмовых крыш.

Основные конструктивные особенности вальмовой крыши

Итак, что собой представляет вальмовая крыша с конструктивной точки зрения.

Это – четырёхскатная конструкция. Два ската, проходящие вдоль длинно стороны здания, имеют форму трапеции, верхняя сторона которой является коньком, а боковые ребра расходятся от него к углам здания. С обеих фронтонных сторон скаты имеют форму равнобедренного треугольника, который своей вершиной упирается в крайнюю точку того же конька.

Способы крепления стропил вальмовой крыши

На иллюстрации ниже представлено несколько современных способов крепления стропильных балок к мауэрлату.

При этом используются способы с запилом балки по месту (или предварительно, с вспомогательными опорными элементами и накладками-кобылками для удлинения стропил и увеличения свеса по мере необходимости.

Укороченные стропильные балки к диагональным крепятся немного иначе, поскольку нагрузка на них снижена и обычный способ монтажа не подходит.

Крепления балок в коньковой части также имеют отличия. Выбор конкретного способа зависит от навыков работы строителей, имеющихся крепежных материалов и планируемого типа гидроизоляции.

Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев особенно ответственна, поскольку этот узел обеспечивает жесткость всей конструкции.