Ломаная вальмовая крыша: Вальмовая крыша — 60 Фото идей кровли

Содержание

Вальмовая крыша — 60 Фото идей кровли

Вальмовая кровля — одна из самых прочных и устойчивых кровельных конструкций, преимущества которой несколько веков назад оценили в Европе. Хотите, чтобы кровля вашего дома была не только эстетичной, но и надежной — выбирайте вальмовую конструкцию. А наша фото-подборка поможет вам найти дизайн по душе.

Двухэтажные дома

Установив вальмовую крышу, хозяева частного двухэтажного дома получают красивую и практичную кровлю, под которой появляется дополнительный этаж для проживания.

Фото: eaglemetalsmfg.com

Вальмовая конструкция — это некая вариация двускатной кровли, у которой два ската имеют трапециевидную форму, а два других — треугольную.

Все скаты вальмовой или полувальмовой крыши обычно имеют крутой уклон, поэтому такая конструкция хорошо противостоит сильным ливням и снегопадам. Колоритный эко-антураж подобным кровлям придают с помощью натуральных покрытий: тростникового (камышового), черепичного, сланцевого или металлического.

Одна из разновидностей вальмовой кровли — полувальмовая голландская крыша с усеченными треугольными скатами. На фото — частный дом современного дизайна с битумным кровельным покрытием, создающим иллюзию натуральной черепицы.

Смотрите также: Красивые крыши частных домов: фото, варианты дизайна, виды

Одноэтажные дома

Фото: dallasmetalroofs.com

Лаконичная фальцевая крыша из серебристой оцинковки удачно дополнит дизайн одноэтажного дома с фасадами из пестро-красного кирпича.

Все разновидности вальмовой крыши выглядят намного оригинальнее, чем обычная двухскатная кровля, но затраты на материалы и монтаж будут внушительными. Особенно, если коттедж состоит из нескольких жилых помещений, а сама крыша сложна по конфигурации, как вы видите на фото.

Вальмовая крыша позволяет значительно расширить полезное пространство дома и оборудовать комфортную спальню, кабинет, библиотеку или детскую на чердаке.

Фото: muellerinc. com

Вальмовая кровля демонстрирует повышенную прочность при значительной ветровой нагрузке. Если вы живете в равнинном регионе, а ваш дом расположен на открытой местности, то такая крыша будет оптимальным вариантом.

В сравнении с двускатной конструкцией, вальмовая кровля — более рациональный вариант для обустройства мансарды: как со слуховыми окнами, так и с оконными проемами в плоскости кровельного покрытия. Именно такой, более экономичный вариант с окнами, врезанными в скаты, изображен на фото деревянного дома со сланцевой вальмовой крышей.

Смотрите также: Красивые коттеджи из кирпича: 60 фото идей

Мансардные крыши

Вальмовая кровля с мансардой идеальна в том случае, если вы хотите рационально использовать подкровельное пространство.

Тандем вальмовой и полувальмовой крыш темного цвета красиво оттеняет белые фасады фахверковой конструкции.

Обустройство мансарды со слуховыми окнами позволит вам разместить под крышей несколько светлых и просторных жилых комнат.

Мансарду можно предусмотреть не только под вальмовой крышей основного здания, но и над пристройкой к дому, например, над гаражом.

Если вы решили построить бюджетный дом в английском стиле, то для отделки фасадов лучше всего взять клинкер или декоративный камень, а вальмовую кровлю покрыть материалом, имитирующим керамическую черепицу.

Смотрите также: Красивые мансардные крыши частных домов: фото, примеры дизайна

Крыша со слуховым окном

Чаще всего слуховые окна на мансарде покрывают двускатной кровлей — такая конструкция хорошо гармонирует с вальмовой крышей дома при условии одинакового уклона параллельных скатов.

Контрастная отделка слуховых окон позволяет выделить их на фоне кровельного покрытия.

Чтобы сделать мансарду более комфортной, слуховые окна нередко комбинируют с балконами.

Слуховые окна способны сыграть роль выразительного акцента на кровле, особенно, если они имеют полукруглую форму.

Слуховые окна разного размера на фронтонах — отличительная особенность домов с вальмовой крышей и мансардой в европейском стиле.

Дома с эркером

Эркер часто становится не только эффектным фасадным элементом, но и позволяет создать уютную и хорошо освещенную зону в гостиной, столовой или спальне.

Чтобы покрыть полукруглый эркер, выступающий за пределы фасада, используют шатровые и конусные конструкции, которые прекрасно гармонируют с вальмовой крышей.

Эркер нередко служит своеобразным «стержнем», на который «нанизаны» все этажи дома, как на фото этого современного коттеджа с каскадной вальмовой крышей.

Четырехскатные вальмовые крыши

Четырехскатная кровля вальмового типа — традиционный вариант для английских домов в стиле Тюдор. Эту архитектуру отличает гармоничное сочетание кирпичной кладки, фахверка и натуральных кровельных покрытий в виде керамической или сланцевой черепицы.

Помимо вальмовой крыши внушительных размеров, для английской архитектуры времен Тюдоров характерны разноуровневые треугольные фронтоны с большими арочными окнами.

Фронтоны располагаются как по оси здания, так и асимметрично, они играют роль броского элемента на фасаде здания.

Самое сложное в обустройстве вальмовой крыши — это сочленение кровельных конструкций, покрывающих несколько жилых объемов в случае сложной планировки дома.

Крыша беседки на фото — классический вариант четырехскатной вальмовой конструкции с двумя скатами-трапециями и двумя скатами-треугольниками. Такая крыша оптимальна для различных хозяйственных построек: павильонов, гаражей, летних кухонь.

Двухскатные полувальмовые кровли

Двускатная кровля полувальмовой конфигурации стала удачным архитектурным решением для дизайна колоритного дома с арочными окнами и полукруглой террасой на мансардном этаже.

Мягкая рулонная кровля под черепицу — бюджетное решение для монтажа двухскатной крыши.

Полувальмовые кровли смотрятся по-европейски благородно и стильно, особенно в сочетании с вертикальным озеленением фасадов.

На фото — двухскатная крыша с полувальмами и слуховыми окнами в датском стиле.

Смотрите также: Дизайн коттеджа внутри: 60 фото в современном стиле

Ломаная вальмовая крыша

За счет дополнительных граней и плоскостей ломаные кровли вальмового типа не только придают частному коттеджу оригинальный вид, но и улучшают сопротивляемость крыши негативным климатическим воздействиям.

Мягкая рулонная черепица — современный кровельный материал, оптимальный для монтажа крыши ломаной конфигурации за счет удобства укладки на перегибы скатов.

На каскадных крышах отлично смотрится металлочерепица, подчеркивающая нетривиальность кровельных форм.

Небольшие изгибы вальмовой кровли по краю скатов — практичное решение для регионов с обильными снегопадами. Такая крыша надежно защищает мансардный этаж от осадков и способствует постепенному сходу снега.

Вальмовые крыши из кровли Ондувиллы

Колоритная Ондувилла под коричневую черепицу эффектно завершает образ дома в классическом стиле.

Красная вальмовая крыша из Ондувиллы под натуральную черепицу удачно гармонирует с фасадами нежно-персикового оттенка.

В проекте дома, построенного в Бурунди, предусмотрены вальмовые крыши из Ондувиллы над основным зданием и крыльцом.

Крыша из Ондулиновой кровли

Вальмовая кровля из красного Ондулина стала интересным акцентом в архитектуре частного коттеджа в стиле кантри, построенного в Турции.

Волнистый Ондулин прекрасно смотрится на вальмовых крышах — двухэтажный дом на Филиппинах со светлыми фасадами и коричневой кровлей — яркий тому пример.

Смотрите также: Ондулин: Красивые фото кровли домов, виды крыш

Кровли из металлочерепицы

Вальмовая крыша очень красиво смотрится в случае прямоугольной планировки дома с четкой осевой симметрией, подчеркнутой парой эркеров по фронту.

Обязательный элемент при обустройстве кровли из металлочерепицы — это снегозадержатели, препятствующие лавинному сходу снежного покрова с крыши.

Усадьбы викторианского стиля с четырехскатной кровлей — традиционный вариант английской архитектуры. Причем вальмовой крышей покрывают не только сам дом, но и пристройки: крыльцо, веранду или гараж.

Кирпичный коттедж на две семьи привлекает взгляд своей самобытностью: терракотово-красными фасадами, вальмовой крышей из металлочерепицы черного тона и белым архитектурным декором.

Вальмовая крыша этого кирпичного коттеджа эффектно скомбинирована с шатровой кровлей над гаражом и конусной — над эркером.

Смотрите также: Красивые интерьеры коттеджей: 60 фото внутри загородных домов

Фото-подборка вальмовых крыш

40 фото домов, дизайн, варианты

Практичная по конструкции и солидная по дизайну ломаная крыша идеально гармонирует с архитектурой частных домов, выдержанных в любом стиле: классическом, современном, провинциальном. Предлагаем вам найти вдохновение в нашей коллекции фото, для которой мы отобрали самые интересные решения для традиционных и ультрасовременных кровель ломаной формы.

Двухскатная ломаная крыша

Основное преимущество ломаной крыши — это возможность рационального использования подкровельного пространства загородного дома. При этом кровля ломаного типа более практична, чем традиционная двухскатная, так как ее мансарда получается просторнее за счет двух скатов, расположенных почти что вертикально.

Помимо практичности, ломаные кровли очень внушительно смотрятся, в духе «мой дом — моя крепость». Особенно выразительны контрастные сочетания облицовки фасадов с кровельным настилом, как на фото — здесь окрашенное в красный цвет дерево удачно скомбинировано с ломаной фальцевой крышей из оцинкованного металла.

В отличие от традиционных, современные кровельные конструкции ломаного типа имеют более пологие верхние и практически вертикальные нижние скаты. Так площадь кровли значительно снижается, и, соответственно, становятся меньше затраты по ее монтажу. Внешне такие дома представляют собой симбиоз деревенского кантри и современного авангардизма, когда обшитые рустикальной доской фасады мирно уживаются с лаконичными оконными рамами из металла и окрашенной фальцевой кровлей.

Еще один пример деревянного зодчества в современной манере — индивидуальный коттедж с большой массой остекления, ломаной металлической крышей и колоритной обшивкой из пестрой доски. Сохранив традиционные формы и фасадную отделку, такая архитектура выглядит очень смело, по-новаторски.

Сдержанную архитектуру современного коттеджа с ломаной крышей можно сделать интереснее при помощи эффектной металлической лестницы, ведущей на второй этаж здания. При этом лестничная площадка сможет с успехом выполнить функцию террасы.

Кирпичная или каркасная постройка в деревенском стиле — любое здание удачно гармонирует с ломаной крышей нейтрально-серого цвета, а колоритности архитектуре добавят оконные рамы и входные двери яркого оттенка.

Смотрите также: Красивые крыши частных домов: фото, варианты дизайна, виды

Мансардная кровля

Коттедж с ломаной крышей и фасадами из профнастила металлизированного бежевого оттенка смотрится очень современно, несмотря на традиционность архитектурных форм. Особенно эффектна призматическая арка, обрамляющая пространство балкона на мансарде.

Слуховые окна на мансарде под ломаной крышей — не единственный источник естественного света, поступающего во внутренние помещения. Пристроив к мансарде террасу, вы не только сделаете интерьер светлее, но и получите дополнительную зону для отдыха. Такой просторный балкон будет также играть роль навеса над крыльцом, как в проекте дома на фото.

При отделке крыши ломаного типа можно использовать комбинацию из нескольких материалов, например, гибкой и деревянной черепицы, как на фото.

Бюджетный вариант отделки частного дома — фасады, обшитые вагонкой, и кровля с настилом из рулонной битумной черепицы или Ондулина.

Авангардный антураж частному дому на фото придает отделка из серого фальца, а архитектуру здания подчеркивают белые торцевые доски, повторяющие очертания ломаной крыши с мансардой и пристройкой-верандой.

Несмотря на использование рустикально-седой доски в обшивке фасадов, дом на фото не выглядит провинциально, а наоборот, очень даже по-современному. Основным стилеобразующим элементом здесь выступает панорамное остекление мансарды с использованием металлического профиля.

Просторный первый этаж кубической формы со сплошным остеклением и лаконичная ломаная кровля с мансардой — это оригинальные черты дизайна коттеджа в стиле модерн на фото. Наружная отделка дымчато-серого тона акцентирует лаконичность и даже некоторую аскетичность архитектуры этой загородной усадьбы.

Темно-серый тон, присутствующий в фасадной облицовке коттеджа на предыдущем фото, плавно перетекает в дизайн его интерьеров — несущие конструкции и ограждение антресольного этажа, камин и обивка мебели — все выдержано в сдержанно-серой гамме. Уютные, теплые нотки в обстановку дома вносит древесина медово-янтарного цвета.

Смотрите также: Красивые мансардные крыши частных домов: фото, примеры дизайна

Четырехскатные крыши

Ломаной может быть не только двускатная, но и четырехскатная вальмовая крыша, как на фото этого провинциального домика во французской глубинке.

Массивная вальмовая крыша ломаной конструкции выглядит очень основательно, особенно с кровельным покрытием из сланцевой или металлической черепицы.

Песочно-белая вальмовая крыша с несколькими изломами красиво завершает архитектуру частной усадьбы, построенной в стиле фахверк. Белые фасады, желтовато-коричневое дерево и серый сланец — благородное сочетание для наружного дизайна загородного дома.

Отличительная черта современной архитектуры частных домов — приземистость зданий, как вы видите на фото, когда высота первого этажа идентична высоте вальмовой крыши с мансардой.

Интересное решение для загородного дома в деревенском стиле — деревянные фасады скомбинированы с шатровой кровлей, имеющей несколько изломов. При этом дополнительные скаты крыши формируют навесы над крыльцом и пристройками: гаражом и верандой.

Современные кровли

На фото — нетривиальный вариант дизайна частного коттеджа, каркас которого собран из металлического профиля, крыша имеет ломаную конфигурацию, а фронтон обшит пестрой древесиной.

Геометрические формы, массивная вальмовая крыша с множественными изломами, темная отделка из одного материала как для фасадов, так и для кровли — характерные черты дизайна современных коттеджей в скандинавском стиле.

На фото — частный дом с абсолютно нестандарной ломаной кровлей в виде комбинации многогранных объемов и квадратными окнами разного размера на мансарде.

Необычный вариант кровли в авангардном стиле: крыша этого современного коттеджа, построенного из пеноблоков, представляет собой как бы половинку традиционной ломаной конструкции.

Комбинация стен из деревянного бруса и ломаной кровли из оцинкованного фальца — колоритное сочетание материалов для дизайна загородного дома в стиле модерн.

Односкатная кровля с изломом и двумя плоскими участками — прекрасный вариант эксплуатируемой крыши для загородного дома, обшитого профнастилом в манере хай-тека.

Смотрите также: Красивые интерьеры коттеджей: 60 фото внутри загородных домов

Крыши из Ондулина

Ломаная крыша из зеленого Ондулина гармонично дополняет архитектуру деревянных каркасных домов, построенных в деревенском стиле. Натуральные тона светлого или темного дерева приятно сочетаются со всеми оттенками зеленого и органично вливаются в окружающий ландшафт. Белые обрамления оконных проемов освежают темную цветовую гамму фасадов на фото и вносят акцентные штрихи в дизайн дома.

Комбинация вагонки на фасадах и кровельного покрытия из Ондулина — один из самых экономически выгодных вариантов отделки частного дома. Рифленая поверхность стен в какой-то мере перекликается с волнообразным профилем Ондулина — и это придает цельность экстерьеру здания, несмотря на выраженный цветовой контраст между терракотово-красным кровельным настилом и белой стеновой обшивкой. Такая основательная ломаная крыша, цвет которой намного темнее фасадной отделки, добавляет солидности антуражу дома.

Простота монтажа ломаной кровли из Ондулина позволяет реализовать достаточно сложные конструкции, одну из которых вы видите на фото. Здесь кровля имеет не только два ската с небольшим изломом, она также снабжена дополнительными, более пологими скатами, которые помогают отводить обильные осадки без лавинообразного схода. Кроме конструктивной практичности, крыша из коричневого Ондулина на фото эффектно оттеняет песочно-желтые фасады дома.

Смотрите также: Ондулин: Красивые фото кровли домов, виды крыш

виды и особенности конструкций, фото

Автор Ольга Новикова На чтение 6 мин. Опубликовано

Ломаная крыша представляет собой практичную и эффектную конструкцию, которая придаёт зданию стильный вид. Существуют различные варианты ломаных кровель, каждый из которых обладает своими особенностями и типовыми способами возведения. Всё это обязательно надо учитывать при возведении ломаной крыши своими руками.

Особенности конструкции ломаных крыш

Ломаная крыша получила своё название благодаря конструкции, предполагающей необычную форму и большое количество ломаных линий. При этом в области чердака образуется довольно просторное помещение, идеальное для обустройства мансарды. Таким образом, ломаная крыша является оригинальным украшением, практичным элементом жилого здания и не требует особенно сложного ухода в процессе эксплуатации.

Четырёхскатный вариант ломаной крыши позволяет обустроить просторную мансарду на втором этаже дома

Конструкция ломаной крыши необычна внешне и имеет определённые внутренние особенности. Одно из главных правил обустройства такой кровли заключается в том, что ширина дома должна быть не менее 6 м. Это позволяет создать комфортное мансардное пространство и обеспечить надёжность крыши. Для этой цели наиболее востребованы четырехскатные варианты, имеющие одно верхнее и два боковых дополнительных ребра. В любом случае конструкция ломаного типа включает в себя следующие основные элементы:

Особенность ломаной крыши состоит в наличии перелома двух боковых скатов. Кровля этого типа может иметь и большее количество плоскостей, тогда стропильная система усложняется и образуются дополнительные рёбра в области пересечений соседних скатов. При ширине пролёта более 6 м балки усиления и подстропильные элементы опираются на внутреннюю несущую перегородку. В нижних скатах часто обустраивают оконные проёмы для помещения мансарды.

Окна мансарды обычно располагаются с торца кровли

Ломаная кровля позволяет оборудовать верхний жилой этаж без существенных затрат, необходимых при строительстве полноценного двухэтажного здания. Помимо четырехскатных вариантов существуют и более сложные виды, например, кровля шатровой формы. В любом случае чем больше количество рёбер в области переломов плоскостей, тем сложнее проектирование и расчёт параметров сооружения.

Виды ломаных крыш

Общая форма ломаных крыш предполагает наличие более двух скатов. При этом в конструкции могут присутствовать дополнительные элементы, которые заметно усложняют процесс её возведения. Одним из эффектных вариантов является ломаная крыша с эркером. Подобная конструкция часто имеет 4 ската, а на торцах присутствует выступ для окна.

Эркер удачно вписывается в конструкцию ломаной крыши вальмового или двускатного типа

Эркер представляет собой небольшой выступ, обустраиваемый на кровле. В нём может быть установлено окно мансардного помещения. Стропильная система может предусматривать определённые особенности устройства этого элемента, например, усиленный каркас в зоне эркера. Иногда выступ обустраивается и как часть верха стены, а кровле эркерной части придаётся ломаная форма. При этом каркас выступа можно изготовить из того же материала, что и стены основного строения.

В месте, где устраивается эркер, кровля имеет ломаную форму

Ломаная крыша для мансарды может иметь окна. Они обустраиваются с торца кровли или же на поверхности скатов. В первом случае сооружение предполагает подготовку обрешётки фронтонов с проёмами для окон. Во втором варианте в системе стропил подготавливают отверстия для окон, а обустройство кровли проводят с учётом этих областей. Размер окон определяется в зависимости от площади скатов.

Окна в мансарде под ломаной крышей могут находиться на фронтонах или на поверхностях скатов

Обустройство ломаной крыши с балконом является популярным вариантом, ведь такая конструкция практична и увеличивает функциональность и комфортабельность мансарды. Чаще всего балкон располагается с торца, потому что смонтировать его на прямой стене проще. При расположении небольшого балкона на скатной части крыши требуется точный расчёт и продуманная конструкция основания. В любом случае нагрузка на стену, являющуюся основой для балкона, увеличивается и требуется применение облегчённых материалов.

Над балконом нужно возвести отдельную часть кровли, форма которой зависит от фантазии застройщика

На вальмовых или ломаных крышах различного типа можно создать кукушку. Эта деталь представляет собой небольшой выступ, в котором монтируется окно. Такой элемент позволяет не делать окна наклонными, а создать проёмы вертикально и защитить их сверху кровельным покрытием. Но возведение кукушки приводит к снижению несущей способности стропильной системы. При этом возрастает риск протечек в области примыкания крыши выступа к основной кровле. Поэтому перед возведением кукушки необходимо подобрать оптимальную форму кровли над выступом и способ её монтажа.

Перед строительством ломаной крыши с кукушкой обязательно разрабатывается проект несущей конструкции кровли

Фотогалерея: варианты ломаных крыш

Основные этапы монтажа

Перед началом строительства следует определить тип кровли с учётом габаритов здания и произвести расчёт нагрузки на стены. Все эти операции осуществляются в процессе проектирования. Затем составляется чертёж, на котором указываются особенности соединения стропильных элементов и их размеры.

Монтаж проводится по чертежу, на котором отражены размеры и особенности конструкции

Стропильная система возводится из деревянного бруса сечением 150х150 мм. Все деревянные детали предварительно обрабатывают специальной противопожарной пропиткой, которая делает конструкцию более безопасной. Основные этапы работ заключаются в следующем:

  1. Выпиливание стропильных деталей по чертежу и подъём элементов на кровлю для монтажа.

    Стропильные фермы изготавливаются на земле по единому шаблону, а затем поднимаются на кровлю

  2. Монтаж стоек для установки стропильной системы.

    Готовые стропильные конструкции устанавливаются на временные опоры, а затем связываются подкосами и обрешёткой

  3. Фиксация верхней обвязки мансардной стены.

    Верхняя обвязка придаёт каркасу ломаной крыши окончательный вид

  4. Обустройство тепло-, паро— и гидроизоляции на обрешётке.

    Слои паро-, гидроизоляции и утепления ломаной крыши монтируются в соответствии с общепринятыми правилами укладки кровельного пирога с обязательным устройством вентиляционных зазоров

  5. Монтаж кровельного покрытия, установка окон.

    Кровельное покрытие укладывается на обрешётку из обрезной доски, которая набивается поверх элементов кровельного пирога

Видео: монтаж ломаной крыши

https://youtube.com/watch?v=NZ8MmnfT94g

Крыша с изломами скатов позволяет легко сделать здание необычным, а мансарду функциональной. Для достижения этих целей стоит выбрать подходящий вариант ломаной кровли и осуществить монтаж, учитывая технологию и произведя расчёт всех параметров.

Вальмовая крыша стропильная система: чертежи, правильный расчет

Важнейшая конструкция дома, оказывающая влияние на все строение в целом — является его крыша. Основные конструктивные особенности крыши зависят от многих факторов, таких как максимально допустимая нагрузка на стены, тип конструкции, вид кровельного материала и др. Вальмовая крыша стропильная система которой устроена не совсем просто, является тем не менее достаточно популярной конструкцией при строительстве. Основным её преимуществом считается, великолепная способность к самоочищению, а так же хорошей устойчивостью к сильным снегам и ветровой нагрузке.

Особенности конструкции вальмовой крыши

Широкое применение в строительстве вальмовая крыша нашла благодаря своей прочной конструктивной особенности, долговечности и достаточно оригинального дизайна, имеющий красивый внешний вид.

Конструкция крыши позволяет обустроить просторный жилой мансардный этаж с великолепными врезными окнами, а обтекаемая форма снижает аэродинамические нагрузки от сильных ветров.

Стропильная система вальмовой крыши состоит из четырех скатов: два из которых — боковые (имеющую форму трапеции), и еще два — вальмовые (в виде треугольников). Таким образом у конструкции получается две вершины, объединенные коньковым прогоном.

Основные конструктивные узлы

  • Коньковый прогон — основная несущая ось в верхней части крыши, которая является местом соединения всех четырех скатов. Выполняется из обрезной доски 50х200 мм.
  • Диагональные (накосные стропила) — важный несущий элемент каркаса, соединяющий углы дома с конковым прогоном. Выполняется из той же доски, что и коньковый прогон.
  • Стропила боковой крыши — выполняются из доски 50х200 мм. Крепится к коньковому прогону и боковым стенам строения либо мауэрлату. Основная их задача равномерно распределять боковую нагрузку на несущие стены.
  • Укороченные стропила (нарожники) — доска запилинная под определенным углом, которая крепится к диагональным стропилам и вальмовой части стене дома или мауэрлату. Таким образом соединение между нарожниками и конковым прогоном отсутствует.

Схема вальмовой крыши

Важно соблюдать основные правила связки конструктивных узлов, от качества их скрепления будет зависеть надежность и прочность всей конструкции. Для этого используйте только качественный пиломатериал и «ершеные» гвозди.

Схема соединения основных узлов конструкции

Виды вальмовых крыш

Вариантов исполнения вальмовых крыш достаточно много, помимо стандартной еще существуют: (полувальмовые голландские и датские, шатровые, а так же ломаные крыши).

Если к примеру длинна вальмового ската крыши меньше боковых, такую конструкцию называют полувальмовой (голландской). Такая конструкция с достоинством выдерживает сильные вытровые нагрузки, а благодаря резким скатам снег на ней практически никогда надолго не задерживается. Данный тип больше схож с классической двухскатной крышей, однако по своим характеристикам значительно превосходит её.

Полувальмовая крыша (голландская)

Датская полувальмовая крыша немного сложнее по исполнению. Отличие конструкции заключается в том, что вальмовая часть уже находится не снизу, а сверху вертикальный фронтон, который можно заменить красивой рамой со стеклом.

Датская полувальмовая крыша

Строениям со стенами одинаковой длинны (квадратными), великолепно подходит шатровая крыша. В отличие от вальмовой у которой имеется коньковый прогон, шатровая такового не имеет. Конструкция выглядит следующим образом, четыре абсолютно одинаковых ската крыши, сходятся в одной верхней точке. образуя тем самым пирамидальную геометрическую фигуру.

Пример дома с шатровой крышей

Ломаные крыши ввиду сложности конструкции встречаются весьма редко. Однако их вид настолько завораживает, что долгое время не можешь отвести от нее взгляд. Представляет она собой, набором множества скатов, устроенных под различными углами относительно стен. Своими руками, не имея за спиной достаточного опыта, такую крышу изготовить весьма проблематично, поэтому лучше это дело доверить профессиональным кровельщикам.

Вальмовая крыша своими руками

Правильные расчеты — залог надежности и долговечности любой крыши. Начертив схему конструкции правильно, вы сможете без особого труда собрать её самостоятельно, имея при этом в подмастерье 2-3 напарника. Прибегать к помощи бригады строителей будет не нужно, достаточно делать все согласно плану и придерживаться заданным расчетам.

Угол наклона

При проектировании любой крыши, угол её наклона выбирают исходя из климатических условий, которые в России сильно отличаются, в зависимости от региона. Если строение возводится в регионе с преобладающими зимой сильными снеговыми осадками, то угол наклона желательно делать большим, таким образом снег не сможет задерживаться на крыше и постоянно с нее будет сползать под своим собственным весом.

В южных же регионах, где осадки встречаются довольно редко, и только в виде дождя, но зато нередки сильные порывы ветра, крыши возводят с небольшим уклоном. Основной задачей которых является сопротивление этим ветровым нагрузкам.

Карта ветровых нагрузок регионов России

Так же немаловажным фактором при расчете уклона, является тип кровельного покрытия. Дело в том, что у некоторых из них есть рекомендуемое ограничение высоты угла, пренебрегать которым не следует. И так, чтобы не сделать ошибок ознакомьтесь с каждым из них:

  • Шифер — рекомендуемый угол уклона 15º — 65°. Несоблюдение данных параметров может привести к попаданию влаги между стыками листов;
  • Керамическая черепица — наилучший уклонный угол для скатов 35° — 65°. Пренебрежение рекомендуемого производителем уклона, приведет к возможности образования конденсата;
  • Металлическая черепица — минимальный уклон для данного материала составляет 13°, максимальный производителями не устанавливается;
  • Мягкая черепица
    — оптимальным размером уклона считается не меньше 15º. Монтаж кровли можно осуществлять при любом другом значении угла выше минимального;
  • Ондулин — любой угол уклона не меньше , от размера угла напрямую будет зависеть шаг обрешетки.
  • Металлическая фальцевая кровля — должна применяться при уклоне скатов свыше 25° градусов.

Правильный расчет площади

Для того чтобы верно рассчитать общую площадь поверхности вальмовой крыши, сначала нам необходимо подсчитать площадь каждого ската по отдельности, затем получившиеся числа сложить между собой. Как мы помним скаты вальмовой крыши — это геометрические фигуры двух трапеций и треугольников. Вспомнив школьную программу, несложно подсчитать их общую площадь.

Расчет площади вальмовой крыши

Если вы все же боитесь ошибиться, правильно произвести подсчет могут специалисты у которых вы будите приобретать кровельное материал, либо вы можете воспользоваться любым из удобных для вас он-лайн калькулятором, которых полно в интернете.

Точно указав все параметры будущей крыши они помогут все просчитать с точность до квадратного метра.

Расчет стропильной системы

Для точного расчета системы стропил необходимо воспользоваться приведенной ниже таблицей соотношения между длиной и их размещением.

Соотношение угла ската крыши Поправочный коэффициент для угловых стропил Поправочный коэффициент для промежуточных стропил
3:12 1.016 1.031
4:12 1.027 1.054
5:12 1.043 1.083
6:12 1.061 1.118
7:12
1.082 1.158
8:1 2 1.106 1.202
9:1 2 1.131 1.250
10:12 1.161 1.302
11:12 1.192 1.357
12:12 1.225 1.414

Исходя из вышеуказанной таблицы, длина стропильной ноги равна её произведению коэффициента и проекции. Применение таблицы поможет максимально точно произвести все необходимые вычисления.

Сам расчет осуществляется в следующей последовательности:

  • Используя обычную рейку найдите заложение (горизонтальную проекцию) промежуточной стропильной ноги. Найдите в таблице ваш коэффициент уклона и умножьте на представленный коэффициент;
  • От конькового прогона до места крепления нижней части стопильной ноги, измеряем длину стропила;
  • Таким же способом, умножив поправочный коэффициент на заложение (горизонтальную проекцию), находим длину свеса стропил. Либо можно воспользоваться теоремой Пифагора (см.рис. 1).
  • Теперь найдем длину угловых стропило. Наглядно это будет проще сделать воспользовавшись для этого приведенным ниже рисунком.




Монтаж стропил

  1. Процесс начинается с установки вертикальных опор, на которые укладывается и прочно закрепляется коньковый прогон. После их установки измерьте получившуюся горизонталь, если результат положительный приступаем к следующему этапу.
  2. Установка диагональных (накосных стропил). Нижняя часть стропильных ног, в месте подреза для опорной части, соединяется с обвязочным брусом в углу строения. Верхние крепятся между собой и коньковым брусом. Их торцы должны иметь специальные угловые срезы, выполненные таким образом, чтобы между ними получилось максимально плотное соединение.
  3. Выставленные стпропила усиливаются дополнительными вертикальными опорами. Верхний торец опоры запиливается под углом равным углу наклона стропил. Для скрепления опор и стропил используются металлические пластины.
  4. Установка опор, конькового прогона и угловых стропильных ног

  5. Следующим шагом будет установка стропил боковой крыши, шаг установки 600 мм., такой шаг предпочтительней, так как большинство стандартного утеплителя имеют такую ширину. Действуем тут аналогичным способом. Нижняя часть с выемкой крепится к обвязочному брусу, для фиксации можно использовать металлические скобы либо уголки. Верхние концы соединяются над коньковым прогоном с помощью пластин. Чтобы стропила максимальной плотно прилегала к коньковому прогону изготовьте на ней небольшую врубку под прямым углом.
  6. Завершающим этапом является установка укороченных стропил (нарожников). Шаг их установки такой же 600 мм. Одна их сторона опирается на обвязочный брус, вторая соединяется с диагональной (накосной стропилой). Обратите внимание на установку центрального нарожника, который находится посередине вальмового ската. Дело в том, что он будет прилегать сразу к обеим ногам угловых стропил, поэтому торец его верхней части должен иметь двойной скос.

Установка укороченных стропил (нарожников)

Усиление каркаса

Для того чтобы придать конструкции большую жесткость, её нужно укрепить дополнительными угловыми раскосами и вертикальными стойками. Необходимое их количество рассчитывается исходя из величины максимальной нагрузки стропильной системы. В величину входит вес: кровельного пирога и покрытия, а так же масса снеговой и ветровой нагрузки.

После того, как стропильная система вальмовой крыши усилена, можете смело приступать к монтажу обрешетки. Её шаг и конструкция зависит, от выбранного вами типа кровельного материала. К примеру под мягкую черепицу она должна иметь сплошной ковер.

Формы крыш частных домов: примеры и фото

Крыша — важнейший элемент дома, который помимо своих прямых функций придает уникальность и подчеркивает дизайн здания. Поэтому на этапе проектирования своего жилья к выбору формы крыши нужно подойти предельно внимательно. Рассмотрим всевозможные варианты верхней конструкции частного дома.

Содержание статьи:

Основные формы крыш

Двускатная и многощипцовая крыша

Одна из самых популярных форм крыши благодаря своей функциональности и простоте в монтаже. Состоит из двух скатов одинаковой длины. Двускатную крышу также называют щипцовой или фронтонной.

Разновидностью такой формы считается крыша saltbox (салтбокс). Отличие от двускатной заключается в том, что один из скатов значительно длиннее другого. Такая конструкция позволяет использовать полноценно верхний этаж в качестве мансардного, а также разместить под большим скатом жилую площадь (веранду или летнюю кухню) без возведения дополнительной пристройки.

Двускатная крыша Saltbox

Для таких типов подходит любые виды кровельных материалов, но чаще используют профилированные кровли: металлочерепица, профнастил, керамическая или композитная кровля, и еврошифер.

Складчатая крыша

Еще одной разновидностью двускатных крыш являются более сложные многощипцовые, образованные путем пересечения нескольких двускатных конструкций. Таким образом можно получить Т-образную, Г-образную или крестообразную (складчатую) крышу. Последняя идеально подойдет для домов квадратной формы. Такие сложные конструкции имеют один недостаток при монтаже кровли: большой процент отхода. Для его минимизации и экономии бюджета рекомендуем использовать для многощипцовых крыш мягкие кровельные материалы, например гибкую черепицу.

Ломаная (четырехскатная) крыша

Ломаная крыша

Является модификацией двускатной формы, но состоящей из четырех скатов. Благодаря «излому» каждого ската называется ломаной крышей. Также часто такой тип называют мансардной крышей благодаря большому чердачному пространству. Благодаря конструкции получается полноценный второй этаж при достаточно простом устройстве стропильной системы. В случае «холодного» чердака возводить ломаную крышу нет необходимости.

Вальмовая и шатровая крыша

Вид четырехскатной крыши, состоящий из двух треугольников и двух трапеций. Реже используется для мансардных этажей, но считается наиболее стойкой к воздействию атмосферных осадков, в особенности к сильным ветрам. Разновидностью вальмовой крыши является шатровая крыша. Отличие заключается в отсутствие трапецеидальных скатов. Все четыре ската имеют форму одинаковых треугольников. Такой тип используется при строительстве «квадратных» домов и небольших строений (например, беседка).

Как и в случае с щипцовыми конструкциями, вальмовые крыши имеют множество комбинаций. Часто используется в сочетании с двускатной или ломаной крышей, образуя полувальмовую форму.

Вальмовая крыша Шатровая крыша Полувальмовая крыша Сложная вальмовая крыша

Для уменьшения отходов кровли рекомендуется использовать битумную черепицу.

Мансардная крыша

Мансардная крыша

Если в России принято называть мансардным типом ломаную четерыхскатную конструкцию, то в Европе такие крыши имеют форму, состоящую из верхней вальмы и четырех скатов, расположенных под крутым углом. Такой тип крыши имеет все преимущества вальмовой конструкции и идеален в качестве мансардного этажа.

Купольный и конический тип крыши

Купольная или круглая крыша Коническая крыша эркера

Такой тип крыши либо не имеет острых углов, либо состоит из большого количества скатов, как правило, треугольной формы (в случае конической крыши). Из-за различныз модификаций такие формы часто называют «луковичной» или просто круглой. Данный тип применим к квадратным и круглым домам, а также часто используется в архитектуре зданий религиозной тематики (церкви, храмы, соборы, мечети…) и при строительстве конструкций башенного вида. Также часто можно увидеть такие формы у беседок или эркеров. В качестве кровельного материала для купольных крыш используются плоские листы, фальцевая кровля, гибкая черепица. Для больших сооружений можно использовать природные кровли: керамическую черепицу, сланец, дранку и даже камышовую кровлю.

Арочная крыша

Пример использования арочной крыши в частном доме

Такую крышу можно встретить практически в любом дачном участке. Теплицы, козырьки и навесы, покрытые поликарбонатом, являются простым примером арочной или сводчатой крыши. Совсем недавно такие крыши использовались при строительстве складских, промышленных зданий или спортивных сооружений. В настоящее время, благодаря разнообразному рынку строительных материалов и продвинутым технологиям строительства такой тип верхней конструкции применяется и в частном строительстве. Кровельные покрытия применяются по аналогии с купольными конструкциями.

Существуют и другие типы крыш, полученные комбинированием представленных выше или исторически связанные с архитектурным наследием того или иного государства.

Крыша «бабочка» (butterfly) Крыши в китайской архитектуре

Конструкция вальмовой крыши: стропильная система

«Датская» вальмовая крыша: конструкция состоит из нескольких элементов. В нее входят специальные доски опоры, стропила (в том числе вальмовые), ригель с вкладышем, верхняя обвязка стены, проставки. Монтажные работы довольно простые, кроме того не нужно покупать дорогостоящие кровельные материалы. Поэтому застройщики отдают предпочтение именно этому инженерному решению. Таким образом, получается удобная вальмовая двухскатная крыша. 

Для кровли с тремя фронтонами характерны следующие элементы: стропила для фронтонов, коньковые специальные прогоны, стойки, балки перекрытия, многочисленные затяжки. Благодаря этому, архитектурные объекты перестают быть безликими. Три фронтона идеально подойдут для сложных строений, к примеру, здания с башенками, главное — правильно выполнить расчет фронтона. Такая конструкция, естественно, более дорогостоящая. Она сама по себе еще и сложна, в отличие от «датской» крыши. Поверхность занимает объемную площадь, поэтому для возведения здания придется потратить немалую сумму финансового бюджета. 

При монтаже кровли такого типа, обратите внимание на стропильную систему. Процесс обустройства стропильной системы вальмовой крыши довольно сложный и трудоемкий. Для конструкции нужно будет установить специальные стропила, направленные на стенные углы. Стропильные ноги еще называют накосными диагональными.

Благодаря такому скрещиванию слоев, можно избежать частых проблем, возникающих при строительстве. Во-первых, благодаря такой методике можно получить цельные балки больших размеров. При этом сечение становится уже удвоенным – это позволяет несущей стропильной системе выдерживать механические нагрузки. Во-вторых, при соединении стропил происходит унификация типоразмеров элементов. Благодаря такому процессу, вы сможете изготавливать диагональные стропила из тех же пиломатериалов, что используются и для стандартных стропил.

Строительство вальмовой крыши своими руками

  • Конструкция вальмовой крыши – это емкое инженерное сооружение. Она требует правильного монтажа и использования при этом надежных кровельных материалов. Такие крыши идеально впишутся в наиболее распространенные типы ландшафта. Отметим, что такие кровли – это очень яркие и запоминающиеся архитектурные объекты. Они без труда подойдут к различным нестандартным строениям, например, небольшим башенкам. Но не забывайте, что на результат повлияет выбранный вами кровельный материал.
  • Красивому архитектурному облику должно подходить соответствующее покрытие. Рекомендуем использовать традиционную керамическую черепицу, кровлю из меди или современные виды материала. Вальмовая крыша с разными углами потребует сочетания вальмового и двухскатного элементов. От этого и будет зависеть качество и изыск готового строения.
  • Необходимость в таком типе кровли возникает в климатических зонах с сильными ветрами. Поэтому нужно создать защиту от них. Сегодня можно часто встретить чердачные помещения в виде мансард. Это своего рода измененные комнаты, очень стильные и функциональные. Но они должны быть оборудованы специальными мансардными окнами. Именно поэтому монтажные работы вальмовых крыш требуют специальной подготовки работников (читайте: «Стропильная система своими руками: материал, расчеты, установка»).
  • Не забывайте, что кровля должна обеспечивать не только безопасную эксплуатацию, но и защищать мансардные помещения от атмосферного влияния. При этом по всем стандартам должны быть проведены гидро–, тепло–, и пароизоляция. Немаловажным является и грамотный выбор древесины для деревянной конструкции вальмовой крыши. Советуем отдавать предпочтение сосне или лиственнице. Заметим, что древесина ни в коем случае не должна быть сырой. Кроме того ее следует пропитать специальным защитным составом, называемым антисептиком. Планировать угол наклона вальмовой крыши, а также другие работы должны только профессионалы. 

Выполнение расчетов вальмовых крыш

Благодаря проведению расчетов по всем правилам, вы сможете изготовить вальмовую крышу с надежной, эстетичной и безопасной конструкцией. Если вы решили своими силами производить все монтажные работы, все равно пригласите профессионала. Он осуществит весь комплекс расчетов и проведет грамотную разметку. В крайнем случае, рекомендуется пользоваться специальным калькулятором для вальмовых крыш. Не стоит забывать, что важно провести вычислительные работы по параметрам стропил. Но кроме этого должны быть учтены и иные элементы, необходимые для кровли.

  1. Первым делом нужно изготовить рейки, которые будут выполнять вспомогательные разметочные функции. Именно на них следует наносить отметки выявленных расстояний. Это предотвращает риск ошибок при расчетах. Для грамотного выполнения монтажа всех стропил, нужно снизить минимальную погрешность в расчетах. Не забывайте, что разметка должна быть предельно точной. На тех местах, где будут располагаться стропила – следует провести обозначение. Суть разметки состоит в установлении двух ключевых точек. Одну из них размещают на мауэрлате по центру стены, а вторую – посередине конькового бруса. В площади между этими двумя точками укладывается основное стропило.
  2. При схеме проекта с тремя стропилами, место закрепления крайних определить можно следующим способом: первым делом монтируется центральное стропило. Затем отмеряют лишь половину расстояния до бруса конька. Замеры нужно проводить в обе стороны. После этого, происходит укладка дополнительных стропил. Они ложатся поверх ранее отмеченных точек при параллельном уклоне к основному. При использовании больше трех стропил – они размещаются по пролетам конька на одинаковом расстоянии.
  3. Вальмовая ломаная крыша потребует определенных нюансов в распределении. В соответствии с ним длина конькового бруса делится на числовое значение (оно должно быть на единицу больше, чем общее количество стропил в стропильной системе ломаной крыши). В итоге полученный результат и будет нужным вам расстоянием между стропилами. Длина центрального стропила предполагает определение несколькими способами:
    -Первый метод – установка стропильной системы ломаной крыши происходит в местах будущей фиксации. Для этого нужно очертить нужные контуры спилов. Ненужные части – просто отпиливаются.
    -Второй способ – более удобный. Он заключается в определении высоты коньковых пролетов и стропильных проекций на плоскости основания кровель. Затем можно выполнять замеры по длине стропил. Для этого понадобится знание теоремы Пифагора. Измерять и отпиливать ненужные части досок рекомендуется на земле. После всех работ материал уже поднимается на крышу (читайте также: «Вальмовая крыша — стропильная система: элементы и устройство»).
    -Третий прием – самый простой. Высчитывание параметров длины стропил, характер их связи с высотой коньковых пролетов и размеров здания – происходит путем изучения специализированных строительных справочников. В этом случае вполне необходимо установить каркас вальмовой крыши по чертежам. Они в свою очередь также являются частью проекта.
  4. Для каждого проекта всегда одно требование – учет величины угла наклона кровли. Чтобы установить расстояние между фиксацией каждого промежуточного стропила, нужно выбрать одно из них. Оно и будет приниматься в качестве так называемой отправной отсчетной точки. Обычно она располагается на мауэрлате. Важный момент: при расчете вальмовых крыш, учитывайте расстояние от угла дома до отправной точки. Оно должно строго совпадать со стропильной длиной.

Другие промежуточные стропила также устанавливаются равномерно. Их верхние концы должны быть зафиксированы на диагональном стропиле. Нижние концы располагаются на мауэрлате. Не забывайте и о методе работы: вальмовые стропила следует устанавливать только встык с угловыми стропилами. 

Устройство вальмовой кровли, подробно на видео:

Возведение вальмовой кровли подразумевает учет разнообразных нюансов. К примеру, размеры крыши не должны быть произвольными. На них влияют размеры всего здания. То есть все элементы должны быть пропорциональными друг другу. Это важно не только из защитных соображений, но и с точки зрения эстетической составляющей сооружения. 

Если вы грамотно и корректно выполните все расчеты – то получите в свое распоряжение прочную, эстетичную и безопасную вальмовую крышу. Конструкция такой кровли – это своего рода сооружение с ломаными линиями (прочтите также: «Характеристики и конструкция крыш: стропильные системы»). Поэтому особенно важно точно определить, сколько кровельного материала понадобится для завершения всех работ. Помните, что под скатами вальмовых крыш можно соорудить жилое мансардное помещение. Но при этом возрастут и расходы. Другими словами, вам нужно будет учесть и работы, связанные с проведением гидроизоляции, теплоизоляции и пароизоляции. Ни один из этих этапов не следует игнорировать, так как без них влияние атмосферной среды может негативно сказаться на функционировании вашей кровли.

Подведем итог: расчет сметы по стоимости кровли включает в себя:

  • выбор покрытия для крыши;
  • расчет всей площади, занимаемой крышей;
  • выбор материалов с учетом их изготовителя. 

Отметим, что кровельные покрытия различаются между собой в цене, в цветовой гамме, в функциональных характеристиках, в весе. При этом серьезная составляющая при выборе – это методы установки. При выборе кровельного материала обязательно учитывайте нагрузку от снега и способности противостоять ветрам. 

Таким образом, возведение вальмовых кровель – довольно сложный процесс. И если вы решили качественно его провести, то рекомендуем обратить к специалистам. Они не только покажут вам фото– и видеоматериалы по данной тематике, но и помогут составить расчеты и смету. Кроме того фирмы часто предлагают недорогой кровельный материал. Так что выбор тут очевиден.

Четырехскатная крыша ломаная. Двухскатная ломаная крыша

Четырехскатная крыша ломаная. Двухскатная ломаная крыша

Основное преимущество ломаной крыши — это возможность рационального использования подкровельного пространства загородного дома. При этом кровля ломаного типа более практична, чем традиционная двухскатная , так как ее мансарда получается просторнее за счет двух скатов, расположенных почти что вертикально.

Помимо практичности, ломаные кровли очень внушительно смотрятся, в духе «мой дом — моя крепость». Особенно выразительны контрастные сочетания облицовки фасадов с кровельным настилом, как на фото — здесь окрашенное в красный цвет дерево удачно скомбинировано с ломаной фальцевой крышей из оцинкованного металла.

В отличие от традиционных, современные кровельные конструкции ломаного типа имеют более пологие верхние и практически вертикальные нижние скаты. Так площадь кровли значительно снижается, и, соответственно, становятся меньше затраты по ее монтажу. Внешне такие дома представляют собой симбиоз деревенского кантри и современного авангардизма, когда обшитые рустикальной доской фасады мирно уживаются с лаконичными оконными рамами из металла и окрашенной фальцевой кровлей .

Еще один пример деревянного зодчества в современной манере — индивидуальный коттедж с большой массой остекления, ломаной металлической крышей и колоритной обшивкой из пестрой доски. Сохранив традиционные формы и фасадную отделку, такая архитектура выглядит очень смело, по-новаторски.

Сдержанную архитектуру современного коттеджа с ломаной крышей можно сделать интереснее при помощи эффектной металлической лестницы, ведущей на второй этаж здания. При этом лестничная площадка сможет с успехом выполнить функцию террасы.

Кирпичная или каркасная постройка в деревенском стиле — любое здание удачно гармонирует с ломаной крышей нейтрально-серого цвета, а колоритности архитектуре добавят оконные рамы и входные двери яркого оттенка.

Ломаная крыша без стоек. Нижние стропила ломаной крыши

Когда строится двускатная ломаная крыша своими руками, стропильную систему можно выполнить из наслонных и висячих элементов, или только из наслонных. Если представить мансардную ломаную крышу в виде геометрических фигур, то это будет 3 треугольника. Два из них находятся по бокам помещения, а один — над его потолком.

Боковые скаты на крышах ломаной формы делают с большим уклоном, поэтому на них не задерживается снежная масса. При строительстве домов в районах с незначительным количеством осадков в холодные месяцы, когда выполняют расчет двухскатной крыши. снежную нагрузку не учитывают (прочитайте: «Как сделать ломаную крышу — особенности конструкции «). Что касается ветровых показателей, то их непременно включают. Не следует забывать о нагрузке на стены здания и фундамент, так как боковые стропила двускатной крыши являются несущим каркасом для стен чердачного помещения.

Конструкция ломаной крыши предусматривает использование для боковых скатов наслонных стропил, опирающихся на мауэрлат и прогоны. Монтируют прогоны на стойки, которые упираются в балки перекрытия потолка основного помещения дома (прочитайте: «Расчет балки перекрытия «). Для обеспечения дополнительной устойчивости стоек используют схватки, связывающих их со стропилами, а тем в свою очередь надежность придают подкосы, которые упираются в низ стоек. Благодаря этому разгружают боковые прогоны, являющиеся для верхних стропил опорными.

Если создается двухскатная ломаная крыша, чтобы выполнить нижнее крепление стропильных ног, используют скользячки или ползун. Когда потолочные балки изготавливают из пиломатериалов, требуется для них сделать расчет на сосредоточенную нагрузку (прочитайте: «Устройство двухскатной крыши: элементы конструкции «). В том случае, если перекрытия железобетонные, вычисления не производят. При использовании железобетонных плит на гидроизоляционный материал под стойки помещают лежень, его располагают в строго горизонтальном положении при помощи деревянных подкладок или кирпичных столбиков.

Варианты ломаной крыши. Ломаная крыша — устройство, варианты, инструкция по монтажу

Владельцы частных домов обдумывают каждую деталь своего жилища: тип фундамента, отделку фасадов и форму кровли. Мансардная ломаная крыша является одной из самых популярных конструкций этой части здания.

Устройство

Стропильная система двускатной ломаной крыши отличается от прочих большим количеством изломов на скатах. Считается, что это одна из самых красивых форм, но, при этом, и, как и вальмовая, довольно дорогостоящая. Она обустраивается для домов, в которых планируется жилая или нежилая мансарда.

Конструктивные элементы

Особенности стропильной системы:

  1. В отличие от классической двускатной крыши, в данной модели присутствуют специальные ребра жесткости. Эти стойки обеспечивают прочность кровле и создают ровные стены внутри мансарды;

    Стропильная система с бабкой

  2. Между висячими стропилами и затяжкой обязательно устанавливается бабка. Она гарантирует жесткость затяжки и создает дополнительную опору;

    Схема без бабки

  3. В свою очередь, между стойками (их еще называют схватки) и наслонными стропилами (которые придают форму кровле) монтируются подкосы. Они также являются ребрами жесткости, но уже для внутренней системы стропил – стоек;
  4. Ломаная полувальмовая крыша также может быть четырехскатная. Количество скатов зависит от высоты стоек – чем они выше, тем больше изломов. Четырехскатная кровля более удобна в эксплуатации;

    Разница между двускатной и четрехскатной ломаной крышей

  5. Угол наклона не может быть менее 15 градусов. Односкатная, двух и более ломаная крыша обязательно должна иметь хороший уклон для правильного отвода осадков. В противном случае дом или пристройка с таким видом кровли будет постоянно подтапливаться.

Вальмовая крыша

Ва́льмовая кры́ша  — вид крыши с четырьмя скатами, причём торцовые скаты имеют треугольную форму (называются « вальмы ») и простираются от конька до карниза . Два других ската трапецеидальной формы. Благодаря своей конструкции крыша очень практична в плане схода с неё осадков. Однако в то же время в силу технологических особенностей является самой сложной в исполнении. И делается как правило только специализированными строительными работниками.

Вальмовая крыша в аксонометрии

Ломаная крыша из профнастила. Как покрыть крышу профнастилом своими руками пошаговая инструкция

Кровля из профнастила — одна из самых распространенных ограждающих конструкций для перекрытия плоских или скатных крыш. Сочетание прочности, долговечности, декоративности и экономичности позволяют широко использовать ее в индивидуальном, гражданском и промышленном строительстве.

Первый станок для гибки металлического листа был опробован британским железнодорожником Генри Палмером в 20-е годы прошлого столетия. Тонкая гофрированная сталь благодаря продольным ребрам приобрела дополнительную жесткость. Новинку стали применять для перекрытия крыш, облицовки зданий, строительства ограждений.

Революция в химической промышленности позволила продлить жизнь стальным кровельным материалам. Полимерные или комбинированные покрытия надежно защищают тонкие листы от коррозии. Современный профилированный настил — экономически рентабельный, долговечный и простой в применении материал, который востребован в различных областях строительства.

Прежде, чем покрыть чем-то крышу ее нужно собрать и важно собрать правильно, читайте проподробный обзор и про, мы собрали пошаговый фотоотчеты с пояснениями от наших авторов.

Плюсы и минусы профнастила как материала для кровли

Профнастил производят из стали первой или высшей категории. Металл толщиной 0,6-1 мм с покрытием из цинка, алюмоцинка и полимеров методом холодного проката формируют в гофрированные листы. Это придает повышенную жесткость конструкции при изгибающих нагрузках. Параметры профиля регламентирует ГОСТ 24045-2016.

Преимущества, которыми обладает профнастил перед другими кровельными материалами:

  • Легкость. Масса одного квадратного метра металлического листа 3,7-6 кг в зависимости от толщины. Для сравнения этот показатель у шифера 10-18 кг; керамической черепицы — 35-40 кг. Для восприятия веса стальной кровли не требуется усиление стропильной системы, дополнительное упрочнение стен и фундаментов.
  • Простой монтаж. Профлист выпускается погонажем. Его нарезают на панели любой длины (до 12 м), соответствующей размеру ската крыши. Укладывают на специальный каркас — обрешетку — с вертикальным нахлестом на одну волну.
  • Малое количество стыков. Благодаря тому, что скаты перекрывается цельными элементами, отсутствуют горизонтальные зазоры. У атмосферной влаги меньше путей, чтобы просочиться в подкровельное пространство.
  • Декоративность. Покрытия для профнастила, помимо защиты, придают материалу нарядность. Полимерные составы — полиэстер, полиуретан, поливинилхлорид, акрил и ПВДФ — обладают механической прочностью, химической и температурной устойчивостью, различной степенью стойкости к солнечному свету.
  • Долговечность. Срок службы профилированной кровли напрямую зависит от свойств покрытия, технологии монтажа и условий эксплуатации. Гарантия составляет от 15 до 50 лет.
  • Негорючесть. Очень ценное качество для деревянных домов, где нельзя применять легко возгораемые материалы.
  • Прочность. Листы профнастила для крыши выдерживают нагрузки в 10 раз большие, чем плоские металлоконструкции такой же толщины. Это связано с наличием ребер жесткости, увеличивающих несущую способность профлиста.

Источник: https://interer-stil.ru-land.com/stati/krysha-lomanaya-iz-metallocherepicy-ukladka-metallocherepicy-na-lomanuyu-kryshu

Видео стропильная система вальмовой крыши и эркера

Вальмовая крыша и двускатная крыша: преимущества и недостатки конструкции крыши

В чем разница между вальмовой крышей и двускатной крышей? Возможно, вам захочется узнать, как вы думаете, какой тип крыши следует поставить на пристройку дома, беседку или отдельно стоящий гараж. Или, возможно, вы начинаете поиск дома и хотите узнать, какой тип крыши лучше всего подходит для вашего района.

  • Что такое двускатная крыша?
    Двускатная крыша — это крыша с плоским концом в форме буквы «А». Этот треугольный конец называется фронтоном.

  • Что такое вальмовая крыша?
    Вальмовая крыша имеет четыре ската без плоской поверхности.

Вальмовые и двускатные крыши могут быть включены в современные и исторические архитектурные стили. У каждого также есть уникальные преимущества. Что выбрать — сложный вопрос. Многое зависит от:

  • Климатические условия, с которыми вы сталкиваетесь.
  • Место, которое вам нужно на чердаке.
  • Подходит ли ваша крыша для работы в условиях сильного ветра.

Мы объясним, как выглядят эти крыши, их преимущества и недостатки, а также другие детали, которые помогут вам принять решение.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовая крыша — это крыша, у которой все четыре стороны крыши наклонены вниз от пика. У него нет фронтона или плоского конца. Шатровые крыши популярны на церковных шпилях, где они обычно имеют высокий скат. Они также популярны в домах в пригороде, потому что их легко построить.Все стены под крышей имеют одинаковую высоту, что упрощает строительство.

Вальмовая часть крыши — это точка, где две плоскости крыши встречаются и выступают наружу. См. Изображение ниже, на котором изображена вальмовая крыша с выступающими шатрами.

Виды вальмовых крыш

Существует несколько типов и стилей вальмовых крыш:

  • Вальмовая пирамида: Самая простая вальмовая крыша — это вальмовая пирамида или квадратная вальмовая крыша. Эта крыша выглядит как пирамида, образующая наверху единственный пик.Вместо этого у обычных вальмовых крыш будет конек (как показано на вальмовой крыше выше). Когда пирамидальная крыша располагается поверх беседки или другого садового сооружения, это называется крышей павильона.

  • Мансардная крыша: Для этого типа крыши каждая сторона крыши имеет два ската. Нижний склон круче верхнего.

  • Комбинация: Комбинированная крыша противоположна мансарде. Он вспыхивает внизу по всему периметру крыши.Нижний уровень крыши находится на гораздо меньшем уклоне.

  • Вальм и впадина: Этот вариант вальмовой крыши включает впадины. Долины — это места, где две плоскости крыши встречаются и выступают вниз. В последнее время популярны шатровые и двускатные крыши.

Что такое двускатная крыша?

Двускатная крыша имеет по крайней мере один плоский конец, называемый «двускатным». Этот треугольный конец не состоит из кровельного материала. Вместо этого он сделан из сайдинга, камня или любых других материалов, которые используются в остальной части экстерьера дома.Двускатная крыша может иметь один, два и более фронтонов.

Двускатные крыши чаще всего встречаются в холодном климате. Это традиционный стиль крыш Новой Англии и восточного побережья Канады. Поклонники литературы в обеих странах узнают стиль крыши из популярных романов. В названиях произведений Натаниэля Хоторна «Дом семи фронтонов» и Люси Мод Монтгомери «Энн из Зеленых фронтонов» упоминается этот стиль крыши.

Виды двускатных крыш

Есть несколько типов двускатных крыш:

  • Открытый фронтон: Классическая двускатная крыша, где фронтон сделан из сайдинга дома.

  • Фронтон коробки: Фронтон этой крыши закрытый и расширенный.

  • Поперечно-двускатная крыша: Если объединить две двускатные секции под прямым углом друг к другу, получится поперечно-двускатная крыша.

  • Gambrel: Gambrel — двускатная версия мансардной крыши. Стороны крыши имеют два разных ската. Вместо треугольника более сложной формы будет фронтон.Этот тип крыши распространен на сараях.

  • Saltbox: Это типичная крыша в колониальном стиле. Он имеет открытую двускатную крышу, где один конец крыши выступает дальше другого. В результате получается асимметричная крыша и дом с гораздо большим пространством, чем дом с открытой двускатной крышей аналогичного размера.

Может ли крыша иметь шатры и фронтоны?

Да, многие стили крыши включают в себя как вальм, так и фронтон.

  • Пересечение: Этот тип крыши также называют накладной вальмой, поскольку он выглядит так, как будто вальмовая крыша была взята и положена на двускатную крышу под углом 90 градусов.

  • Jerkinhead: Представьте себе открытую двускатную крышу с небольшим покрытием на самом верху фронтона. Это дурацкая крыша. Небольшое покрытие наклонено наружу и образует два небольших бедра.

  • Голландский фронтон: Голландский фронтон — противоположность остроконечной головы.На самом верху это похоже на открытую двускатную крышу, а остальную часть крыши расширяется до бедер.

Эти стили крыш могут сочетать в себе преимущества и недостатки как вальмовых, так и двускатных крыш.

Сравнение двухскатной крыши

и двухскатной крыши

На этой диаграмме показаны основные различия между шатровыми и двускатными крышами. После этого мы подробно исследуем каждое из этих преимуществ и недостатков.

Вальмовые крыши Двускатная крыша
Лучшие характеристики ветра Хуже ветра
Хуже работы на снегу Лучшая производительность на снегу
Дороже Дешевле
Простота сборки Сложнее построить
На чердаке меньше Больше места на чердаке
Могут получать страховые выплаты Лучшая вентиляция
Нет возможности декора Возможность дополнительного декора

Преимущества вальмовой крыши

Высокие ветровые характеристики

Вальмовые крыши — отличный выбор для сильных ветров.Исследования подтвердили, что шатровые крыши лучше справляются даже с сильными ветрами, чем двускатные. При испытаниях в аэродинамической трубе лучше всего показали себя крыши с четырьмя вальцами и квадратной опорой. Для них требуется меньше диагональных распорок, чем для двускатных крыш, и у них нет плоской поверхности, на которую может попасть ветер. В результате, вальмовые крыши могут быть лучшим выбором для вас, если ваш дом сталкивается с сильным ветром.

Вальмовая крыша в сравнении с односкатной крышей для страхования

Поскольку шатровые крыши обладают гораздо лучшими ветровыми характеристиками, некоторые страховые компании предоставляют домовладельцам, живущим в районах, подверженных ураганам, скидку на свою страховку за наличие шатровой крыши.Скидка может достигать 32%.

Обычно вы можете рассчитывать на эту скидку в регионах, которые подвержены ураганам и сильным ветрам, например, во Флориде. Перед тем, как выбрать шатровую крышу, целесообразно подтвердить эту скидку у своей страховой компании. Если ваш дом уже построен, вы можете заполнить отчет о защите от ветра, чтобы оценить, имеет ли ваш дом право на скидку.

Простота сборки

С точки зрения строителя вальмовые крыши строить проще.Все стены одинаковой высоты, и нет необходимости устанавливать дополнительные распорки, которые требуются для двускатной крыши. Тем не менее, некоторые строители по-прежнему предпочтут двускатные крыши, даже если их сложнее построить, поскольку они также дешевле.

Недостатки вальмовой крыши

Производительность на снегу

Поскольку у них обычно более низкий наклон, чем у двускатных крыш, шатровые крыши могут не так хорошо справляться с снегопадом. Все крыши должны быть построены в соответствии с нормативами, но может быть сложнее спроектировать шатровую крышу в соответствии со стандартами снеговой нагрузки вашего строительного кодекса.

Эти характеристики в холодную погоду могут объяснить, почему двускатные крыши более популярны, чем шатровые в заснеженных районах. При этом архитекторы могут спроектировать вальмовые крыши, которые будут иметь надлежащие зимние характеристики. Кроме того, вы должны защитить свою четырехскатную крышу ледяной и водной защитой, чтобы ограничить влияние снежной погоды.

Чердак

Вальмовые крыши также имеют меньше чердачного пространства, чем двускатные крыши, потому что они требуют диагональных распорок, которые занимают место. Напротив, фронтон обеспечивает сводчатый потолок и дополнительное пространство.Тем не менее, вы можете установить слуховые окна на вальмовых крышах, чтобы обеспечить дополнительное пространство и естественное освещение, чтобы компенсировать отсутствие фронтона.

Расход

Вы также можете задаться вопросом, стоит ли вальмовая крыша дороже, чем двускатная. На самом деле вальмовые крыши дороже. Мало того, что вальмовую крышу сложно спроектировать, для нее также требуется больше кровельных материалов, чем для двускатной крыши. Так что, если вы выберете шатровую крышу, можете рассчитывать на несколько повышенную стоимость.

Преимущества двускатной крыши

Дешевле

Основное преимущество двускатных крыш и одна из причин их популярности в том, что они дешевле, чем вальмовые.Открытая двускатная крыша будет иметь только две плоскости крыши вместо четырех у вальмовой, поэтому вы, вероятно, потратите гораздо меньше денег на кровельный материал. Вам действительно нужно покупать больше материала для сайдинга. Однако обычно это дешевле, чем кровельное.

Вентиляция

Вентиляция чердака — ключ к поддержанию дома и крыши в хорошем состоянии. Правильные вентиляционные отверстия позволят уйти лишней влаге. Двускатная крыша может быть оснащена двускатными вентиляционными отверстиями, которые помогут снизить влажность и сохранить здоровье в доме.

Эффективны ли вентиляционные отверстия в фронтонах?

Мнения по поводу эффективности форточки разделились. Двускатная вентиляция может быть очень полезна в гаражах, где вам может потребоваться дополнительная вентиляция для здоровья и безопасности. Однако в большинстве домов для отвода лишней влаги потребуется нечто большее, чем просто двускатная вентиляция.

Хотя в некоторых случаях выбор двускатной крыши для вентиляции может быть разумным, в этом нет необходимости. Коньковые и потолочные вентиляционные отверстия могут обеспечить адекватную вентиляцию для любого типа крыши, если они установлены должным образом опытным профессионалом.

Больше чердака

Двускатная крыша дает больше места для вашего чердака. Некоторые люди хотят разместить на чердаке запасные спальни или детские игровые площадки. В конце концов, иначе это просто потраченное впустую пространство.

Украшение

В то время как и шатровые, и двускатные крыши можно использовать для создания красивых архитектурных стилей, на двускатных крышах больше места для декора. Вы можете установить фронтоны, фронтоны и другие украшения, чтобы улучшить внешний вид своей крыши.Декор фронтона доступен в различных материалах и стилях, от простых и современных до замысловатых и старомодных.

Недостатки двускатной крыши

Ухудшение ветровых характеристик

Двускатные крыши не работают так же хорошо, как вальмовые крыши при сильном ветре. Фронтон — это плоская поверхность, на которую ветер может попадать напрямую. Затем ветер поднимает фронтальную часть крыши на крышу. Если у вашего фронтона есть свес, сила ветра может в крайних случаях подтянуть ферму вашей крыши.

Большинство профессионалов рекомендуют держать свес крыши менее 30 дюймов в областях, где ветровые характеристики имеют большое значение. Однако обратитесь к своему архитектору. Он / она лучше поймет, как строить с учетом ваших конкретных условий и строительных норм.

Сложнее построить

Строители считают, что дома с двускатной крышей сложнее построить. Стены должны быть разной высоты, чтобы учитывать форму крыши. Кроме того, для двускатной крыши могут потребоваться дополнительные кронштейны, чтобы повысить ее сопротивление ветру, что требует времени и навыков для установки.

Гараж с двускатной крышей

Вы все еще выбираете для гаража двухскатную или вальмовую крышу? Рассмотрим популярный обратный двускатный гараж.

Это просто двускатный гараж, но повернутый в сторону, так что гаражные ворота находятся на той стороне здания, где нет фронтона. См. Картинку ниже для справки.

Вы заметите, что этот гараж намного шире, чем длина. Это дает вам достаточно места для гаражных ворот (или двух), без необходимости строить массивный гараж.К тому же, поскольку это двускатный гараж, наверху больше места для хранения вещей, чем в гараже с шатровой крышей.

Хотя вы можете прочитать, что водосточные желоба для двускатного гаража не нужны, это неправда. Вы получите гораздо больше пользы от своего гаража и черепицы, установив и поддерживая водосточные желоба. К счастью, дополнительная ширина гаража с двускатной крышей также означает, что водосточные трубы находятся дальше от проезжей части, чем они были бы в противном случае. Таким образом, у домовладельцев появляется больше места для отвода водосточной трубы от проезжей части.

Тип крыши, которую вы устанавливаете для своего гаража, — не единственное важное решение, которое вы должны принять. Также важно выбрать правильную черепицу для вашего гаража.

Последнее слово по сравнению вальмовых крыш и двускатных крыш

Выбор подходящей крыши для гаража, дома или даже беседки может оказаться сложной задачей. Следует ли ставить на первое место климатические условия, красоту или стоимость? Будет разумно работать с архитектором или строителем, который поможет вам найти баланс между вашими потребностями. Он / она может создать для вас уникальный дизайн крыши, сочетающий в себе шатры и фронтоны, или помочь выбрать традиционный тип крыши, который лучше всего подходит для вас.

После того, как вы выбрали правильный тип крыши, важно установить на нее правильную черепицу с точки зрения производительности и стиля. Ваш следующий шаг — узнать о типах черепицы и решить, какая из них лучше всего подходит для вашей новой крыши.

Что такое вальмовые крыши, их плюсы и минусы, варианты и способы их сборки

Замена крыши — один из самых масштабных проектов по благоустройству дома, которые вы, вероятно, когда-либо будете делать, поэтому убедитесь, что все сделали правильно . При выборе деревянного каркаса новой крыши наиболее популярным вариантом является вальмовая крыша типа благодаря ее современной и очень прочной конструкции.

Если вы не знакомы с этим типом крыши, позвольте мне рассказать все о ее характеристиках, преимуществах и недостатках, стилях, а также о том, как вы можете построить такую ​​крышу для своего дома.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовые крыши наиболее распространены в Северной Америке и считаются вторыми по популярности стилями крыш после двускатных крыш. В то время как двускатная крыша состоит из двух наклонных сторон, которые соединяются вместе в верхней части фронтонных концов, вальмовая крыша имеет четыре наклонных стороны без двускатных концов .Все четыре стороны вальмовой крыши наклонены вниз к стенам под постоянным углом. Смежные стороны, которые пересекаются с внешним углом, называются «шатром» крыши. Форма вальмовой крыши обычно прямоугольная.

Краткая история шатровых крыш

Шатровые крыши были первоначально популяризированы в Америке в начале 18 века. Многие дома в георгианском стиле в среднеатлантических и южных регионах США имели прямоугольные шатровые крыши с кирпичными конструкциями. Эти крыши продолжали быть общей чертой американских домов в 50-х годах и в основном были замечены в домах в стиле ранчо и в традиционных американских домах в стиле Foursquare.

Сегодня шатровые крыши по-прежнему востребованы, особенно в регионах, где бывают сильные ветры или ураганы. Это благодаря четырем сторонам крыши, которые обеспечивают лучшую защиту от непогоды, чем двускатные крыши.

Преимущества шатровых крыш

  • Эстетическая привлекательность: Вальмовые крыши являются визуально привлекательным дополнением к дому и могут даже повысить его стоимость. Внутри дома сводчатый потолок был естественным образом создан за счет конструкции вальмовой крыши, что дает домовладельцам множество вариантов декора интерьера.
  • Долговечность: эти типы крыш более долговечны и устойчивы, чем двускатные крыши, из-за их четырех наклонных сторон.
  • Превосходная защита от непогоды: в регионах с сильным ветром и сильными снегопадами шатровые крыши являются лучшим вариантом, поскольку их наклон позволяет льду или снегу легко соскальзывать. Вальмовые крыши также отлично подходят для районов, подверженных ураганам.
  • Дополнительное жилое пространство: шатровых крыш обеспечивают дополнительное жилое пространство с добавлением слухового окна или мансардного окна на чердаке.
  • Энергоэффективность: шатровые крыши не только идеальны для холодного и ветреного климата. Их способность сохранять в доме прохладу летом делает их идеальными для теплого климата. Это благодаря четырем сторонам крыши, которые защищают дом от излишней жары. Эти карнизы надежно защищают дом от неблагоприятных погодных условий, поэтому вальмовые крыши являются одним из самых энергоэффективных вариантов дизайна.
  • Надежный дренаж: нисходящие скаты вальмовых крыш обеспечивают отличный дренаж во время сильных штормов и дождей.

Недостатки

  • Дороже, чем двускатная крыша: в то время как вальмовая крыша может быть дешевле в установке, чем мансардная, она все же дороже, чем двускатная крыша. Из-за конструкции крыши требуются дополнительные строительные материалы, что приводит к увеличению временных и трудовых затрат.
  • Чувствительность к утечкам: форма вальмовой крыши обеспечивает надежный отвод дождевой воды, но при этом она еще более подвержена утечкам. Это из-за впадин и скатов крыши, которые облегчают проникновение воды.Поэтому важно использовать квалифицированного кровельщика для установки такой крыши для вашего дома, чтобы минимизировать риски.

5 стилей вальмовой крыши

1. Простая вальмовая крыша

Обычная вальмовая крыша является наиболее распространенным стилем, включающим многоугольный скат с двух сторон и треугольный скат с двух остальных сторон. Все четыре стороны сходятся наверху, образуя гребень.

2. Half Hip или Jerkinhead

Также называемые jerkinhead или обрезанные фронтоны , полускатные крыши имеют две короткие стороны, образующие карниз.Для них характерны скорее верхние части фронтона, чем небольшое бедро. Одним из преимуществ полувальмовой крыши является легкость отвода водостока из желобов.

3. Голландские двускатные шатровые крыши

Голландские двускатные шатровые крыши имеют дополнительное внутреннее пространство благодаря своей небольшой двускатной конструкции, которую можно найти на коньке крыши (рядом с верхом крыши). Этот тип вальмовой крыши обеспечивает лучшую вентиляцию, сохраняя при этом сопротивление ветру. Также можно установить слуховой проход в центре вальмовой крыши для дополнительной жилой площади.Это придает красивый декоративный вид вальмовой крыше, а также превращает чердак в функциональное жилое пространство.

4. Поперечно-вальцовая крыша

Поперечно-вальмовая крыша — еще один популярный стиль, который укладывается на L-образные конструкции перпендикулярно. Шов образует двускатную крышу, а две секции соединяются в конце, образуя впадину.

5. Вальмовая крыша пирамиды

Вальмовая крыша пирамиды имеет четыре стороны треугольной формы одинакового размера, которые соединяются в верхней части квадратной конструкции, образуя отчетливую пирамиду.Этот вид вальмовой крыши еще называют крышей павильона. Все четыре стороны конструкции одинаково соединены в одну централизованную вершину.

Как построить вальмовую крышу за 8 простых шагов

Вальмовая крыша — один из самых простых в строительстве стилей кровли, особенно по сравнению с мансардной крышей. В сочетании с фронтонами и другими особенностями конструкция вальмовой крыши может стать долгосрочным проектом по благоустройству дома, которым вы будете наслаждаться в течение многих десятилетий.

Выполните эти 8 шагов, чтобы начать установку вальмовой крыши.В конце я добавил видео, которое поможет вам лучше понять, как оформить вальмовую крышу.

Шаг 1. Измерьте и обрежьте стропила: необходимо измерить ширину и высоту всех четырех сторон. Стандартная вальмовая крыша имеет конек, который еще называют доской, образующей верх крыши. Есть два наклонных гребня, идущих под углом к ​​углам, которые называются тазовыми стропилами. Эти шатровые стропила проходят вдоль боковых стен, которые также называют обычными стропилами.

Шаг 2. Рассчитайте длину всех обычных стропил: после того, как вы измерили ширину здания, разделите это число на 2, так как каждое стропило покрывает только половину крыши. Прежде чем приступить к расчету уклона крыши, вычтите ширину коньковой доски.

Шаг 3. Выделите расположение «птичьего рта» на стропилах: «птичий рот» — это термин, используемый для обозначения зазора в стропилах, чтобы он мог поместиться наверху стены конструкции. Вам нужно будет отрезать птичий пасть, чтобы найти место с помощью столярной площади.

Шаг 4. Вырежьте общие стропила круглой пилой: чтобы облегчить эту задачу, используйте первое стропило в качестве последующей выкройки. Возьмите круглую пилу и вырежьте такие же узоры на остальных обычных стропилах. Каждые из общих стропил размещайте через каждые 50 см вдоль стен здания.

Шаг 5. Соберите вальмовые и королевские стропила: на торцевых углах крыши есть длинное центральное стропило, которое простирается от стены до конца конька. Это называется царь-стропила.Поместите 6 общих стропил на их точках вдоль двух самых длинных стен, надежно прибив их гвоздем. Далее поднимаем коньковую балку на нужную высоту и прибиваем ее между центральными стропилами. Вам нужно будет установить до 6 общих стропил, прибив их к конструкции стены. Эти королевские стропила обеспечат дополнительную поддержку балке конька и предотвратят ее обрушение.

Шаг 6. Прибейте оставшиеся общие стропила к коньковой балке. Убедитесь, что каждое стропило находится на расстоянии 20 дюймов от соседних.Большинство вальмовых крыш обычно имеют одно общее стропило со стороны крыши.

Шаг 7. Прибейте фанерную обшивку к общим стропилам. Это необходимо сделать до того, как на крышу будут уложены окончательные кровельные материалы, например, битумная черепица. Чтобы разместить фанерную обшивку, используйте гвозди, чтобы удерживать ее на стропилах. Убедитесь, что деревянный лист полностью прямой и плоский, иначе черепица будет раскачиваться.

Шаг 8. Завершающий этап — крепление черепицы.

Узнайте, как обрамить вальмовую крышу, посмотрев это видео сейчас

Каков срок службы вальмовой крыши?

Вальмовые крыши могут прослужить до 5 десятилетий , если не больше, при условии их правильной конструкции. Срок службы вальмовой крыши зависит от качества материалов и ухода, который они получают. Чтобы ваша вальмовая крыша прослужила дольше, используйте металлическую кровлю или глиняную черепицу и проводите регулярное техническое обслуживание, чтобы предотвратить утечку воды.

Вальмовые крыши — Шатровые крыши — Стоимость установки

Что такое шатровая крыша?

Выбирая каркас и конструкцию для новой установки крыши, вы, скорее всего, будете выбирать между новой вальмовой крышей или двускатной крышей для вашего дома. Вальмовые крыши являются одними из самых популярных в Соединенных Штатах из-за их чистых, современных дизайнерских линий и невероятной прочности. Вальмовая крыша имеет скаты со всех четырех сторон. Все стороны имеют одинаковую длину и сходятся наверху, образуя гребень.«Вальм» — это область, где одна часть крыши встречается с другой. Шатровые крыши идеальны в ветреных и заснеженных районах, так как наклон крыши позволяет снегу легко соскальзывать и предотвращает стоячую воду, которая может вызвать обрушение крыши. Есть много типов черепицы, которые могут быть построены в этом типе конструкции крыши вальмовой крыши.

Вальмовая крыша и двускатная крыша

Основное различие между вальмовой крышей и двускатной крышей будет заключаться в общем дизайне и функциональности каждой.Шатровые крыши имеют стиль, при котором все стороны крыши наклонены вниз над стенами вашего дома. У двускатных крыш есть две стороны или пики, которые наклонены вниз к вашему дому.

Обратитесь к подрядчикам

Стоимость вальмовой крыши

Средняя цена на монтаж шатровой крыши стоит где-то между 20–50 000 долларов в зависимости от уклона, уклона и размера вашей крыши, а также используемого кровельного материала. Вы можете рассчитывать заплатить от 8 до 12 долларов за кв.футов или от 80 до 120 долларов за квадрат , установленный в одноэтажном доме стандартного размера. Шатровые крыши дороже обрамлять, чем двускатные. Получите смету расходов на кровлю от местных подрядчиков ниже.

Вальмовые крыши дороже в строительстве, чем двускатные, потому что это более сложная конструкция, требующая большего количества строительных материалов, включая сложную систему ферм или стропил. Тем не менее, вы ощутите некоторую экономию, поскольку каркас для дома с шатровой крышей намного проще из-за того, что все внешние стены имеют одинаковую высоту.

Шатровая крыша Преимущества

При сильном ветре наклон шатровой крыши задерживает ветер, поскольку он должен подниматься и перебираться через крышу, уменьшая его влияние. Шатровые крыши дают строителям возможность включить в свой дом такие элементы дизайна премиум-класса, как сводчатые потолки. Они обеспечивают отличную вентиляцию во всем доме и дают домовладельцам возможность сделать простые дополнения, такие как воронье гнездо или слуховое окно. Еще одним преимуществом вальмовых крыш является то, что они имеют одинаковую облицовку со всех четырех сторон, поэтому водосточные желоба можно легко установить по всему дому.Благодаря водосточным желобам сайдинг надежно защищен от повреждений водой, а ваш подвал и имущество надежно защищены от затопления.

Вальмовую крышу можно узнать по отсутствию вертикальных сторон или «фронтонов». Вальмовые крыши почти всегда имеют одинаковый уклон или наклон, что делает их симметричными относительно осевых линий. Степень наклона или наклона называется «скосом» бедра. Вальмовые крыши бывают самых разных стилей. Если верх вашего дома выглядит как пирамида, вероятно, у него квадратная вальмовая крыша.Если это похоже на пирамиду с длинным гребнем на вершине, вероятно, это прямоугольная вальмовая крыша. Шатровые и мансардные крыши также являются вариантами вальмовых крыш. Вальмовые крыши можно построить практически из любого кровельного материала, например из черепицы, металла или черепицы. Они часто используются в современной архитектуре, особенно в бунгало, домах на ранчо и в коттеджах. Вальмовые крыши являются одними из самых прочных в конструктивном отношении из всех конструкций крыш. Всегда разумно поговорить с ближайшими к вам подрядчиками, чтобы узнать приблизительную стоимость и несколько советов о том, является ли шатровая крыша лучшим вариантом установки крыши.


Двускатная крыша

Двускатные крыши — это остроконечные крыши с треугольным каркасом, их легко построить и, как правило, дешевле, чем более сложные стили кровельных каркасов. Двускатные крыши более подвержены повреждениям в очень ветреных районах или в климатических условиях, которые часто подвергаются ураганам, например, во Флориде или других прибрежных районах. Двускатные крыши легко отражают непогоду, такую ​​как дождь или снег, предлагают место для сводчатых потолков, дополнительное чердак и домашнюю вентиляцию.

Обратитесь к подрядчикам

Виды двускатных крыш

Существует несколько типов двускатных крыш на выбор, как показано в таблице ниже. Двускатные крыши бывают 5 стилей каркаса, а именно: коробчатый двускатный, поперечно-двускатный, голландский двускатный, двускатный, двускатный и открытый двускатный (один из наиболее распространенных типов двускатной крыши).

Конструкция скатной крыши

Правильная конструкция и техническое обслуживание необходимы, чтобы мелкие проблемы не превратились в серьезные.Например, вальмовые крыши имеют больше швов, чем двускатные, что облегчает образование утечек воды, если крыша не установлена ​​должным образом.

Одна жалоба на шатровые крыши заключается в том, что они оставляют мало места на чердаке. Однако важно отметить, что вы можете потерять на чердаке, вы получите усиленную вентиляцию для вашего дома, а также вертикальное пространство для таких элементов дизайна премиум-класса, как сводчатые потолки или простых дополнений, таких как воронье гнездо, которые могут дать вашему дому еще одна уникальная особенность дизайна.

22 фотографии вальмовой крыши (все стили вальмовой крыши)

Откройте для себя 5 типов вальмовых крыш и 22 примера многих домов, в которых используются все разные стили вальмовых крыш. От простых до очень сложных, компьютерных конструкций вальмовых крыш.

Шатровая крыша или шатровая крыша — это кровля, которая со всех сторон спускается вниз к стенам и, следовательно, не имеет вертикальных сторон. Шатровая крыша — это наиболее часто используемый тип крыши в Северной Америке после остроконечной крыши.

Этот стиль кровли стал популярным в Соединенных Штатах в 18, 90, 608, веках, в ранний грузинский период. Многие дома в Средней Атлантике и на юге имели шатровые крыши, и эта крыша была ключевой характеристикой домов на южных плантациях 18 -х годов -го века, особенно построенных во французском колониальном или французском креольском стилях.

Эти крыши не только эстетичны, но и более аэродинамичны, чем плоские крыши. Следовательно, они предпочтительны в регионах, подверженных ураганам и градусам

.

Шатровые крыши бывают всех форм и размеров.

Мы начинаем эту статью с описания 5 различных типов вальмовых крыш.

Далее следует подборка из 20 фотографий домов с шатровой крышей.

Связано: Варианты ремонта крыши своими руками | Типы вентиляционных отверстий на крыше | Части крыши | Детали фермы крыши

5 типов скатных крыш

1. Обычная вальмовая крыша

Обычная вальмовая крыша расположена на прямоугольном плане с четырьмя гранями.Наклон или уклон крыши почти всегда одинаковый, и, следовательно, они симметричны по своим осевым линиям. Более длинные стороны имеют трапециевидную форму, в то время как стороны спереди и сзади имеют треугольную форму и называются концами бедер.

Одним из недостатков вальмовой крыши является то, что она оставляет очень мало места на чердаке и подвержена протечкам.

2. Полу-вальмовая крыша

Полуавтоматическая, двускатная или остриженная двускатная крыша обычно характеризуется двускатной крышей, но вместо этого верхние точки фронтона заменяются небольшой вальмой.Одним из преимуществ полувальмовой крыши является то, что на ней можно разместить водосточный желоб, который можно легко установить по всему дому.

Половарная крыша состоит как из элементов двускатной, так и из скатной. Эти виды крыш очень распространены в Европе, особенно в Австрии, Словении, Дании, Германии и в районе Wealden на юго-востоке Англии.

3. Поперечно-вальцовая крыша

Поперечно-вальмовая крыша — один из наиболее популярных вариантов вальмовой крыши. Поперечные вальмы располагаются перпендикулярно зданиям L-образной формы, и их конструкцию можно сравнить со соединением двух зданий с вальмовой крышей.Шов образует ендовину или скатную крышу.

Как и полувальмовая крыша, эти крыши также отлично подходят для установки водосточного желоба и защиты от сильного ветра.

Они были очень популярны в Италии в 19 веках, но стали фаворитами домов в стиле ранчо в Северной Америке в 20 веках.

4. Пирамидальная шатровая крыша

Шатровая крыша, уложенная поверх квадратной конструкции, образует шатровую пирамидальную крышу или крышу павильона.Все четыре стороны крыши одинаково скошены на всех углах и встречаются на единой централизованной вершине, образуя отчетливую пирамиду.

Эти пирамидальные конструкции крыш обычно находятся на крышах беседок и других павильонных построек.

5. Вальмовая и двускатная крыша

Вальмовая и двускатная крыша может быть частью неправильной конструкции. У таких зданий может быть более четырех вальм на крышах, и они образуют впадины на внутренних углах.

Этот тип кровли также называют двускатной крышей с ломаной спинкой, потому что основные вальмы соединяются стропилами фронтонов с одной стороны и стропилами ендовы с другой.

20 Фото домов с шатровой крышей

Red Fairytale Дом с шатровой крышей

Этот красивый дом, выкрашенный в красный цвет, кажется, вышел из сказки. Деревянное здание с шатровой крышей и небольшим дымоходом наверху кажется расположенным на сказочной поляне посреди заколдованного леса. Кажется, это прекрасное место для отдыха и релаксации.

Ультрасовременный дом с шатровой крышей

Этот потрясающий дом говорит о богатстве и роскоши.Дом состоит из нескольких вальмовых крыш, сделанных из блестящего материала, вероятно, из какого-то металла. Множество крошечных прожекторов за пределами дома придают зданию золотистый блеск, еще больше усиливая роскошный вид.

Серый каменный дом с шатровой крышей

В этом доме много камней. Стены дома из белого камня, но привлекают внимание уголь и дымчато-серые камни на шатровых крышах.Светлые и темные контрастирующие камни на крыше дома придают помещению очень элегантный и шикарный вид.

Белый и серебристый дом с шатровой крышей

Этот дом прекрасен своей простотой. Стены прекрасного сияющего белого цвета, а крыша сделана из темно-серебристой черепицы. Дом выглядит довольно просторным и воздушным, имеет отчетливую Г-образную форму за счет скрещенной вальмовой крыши.

Похоже, это идеальное место для тишины и покоя.

Причудливый коттедж с шатровой крышей

Этот дом имеет почти такую ​​же цветовую комбинацию, что и дом перед ним, с его сияющими белыми стенами и серебряными шатровыми крышами. Однако он состоит из конструкции вальмовой крыши из-за ее более крупной и неправильной конструкции. Дом выглядит как коттедж, благодаря разнообразию пышных зеленых растений и цветов фуксии за его пределами.

Колониальный загородный дом с шатровой крышей

Чисто белые стены этого дома красиво контрастируют с земляно-коричневыми тонами шатровой крыши.Дом выполнен в элегантном стиле загородного дома, а высокие стены делают его величественным. Это может быть отличный дом для некоторых зажиточных фермеров или любителей сельской местности.

Triangle Time Hip Roof House

Этот дом состоит из прямых линий и острых углов. Тепло-коричневые стены приятно контрастируют с холодным серебристо-серым цветом шатровых крыш. Что так привлекает в этом доме, так это множество красивых треугольных кончиков бедра, выходящих на лужайку перед домом.Это придает дому очень привлекательный вид.

Грузинский особняк с шатровой крышей

Особняк — классический образец грузинской архитектуры, отличающийся пологой шатровой крышей. Дом построен из маленьких кирпичей, которые когда-то были так популярны. Этот дом с белыми трафаретными окнами и дымоходными колоннами переносит вас в Англию 18 -х годов годов.

Дом с шатровой крышей из древесного угля

Отличительной чертой этого потрясающего дома являются огромные широкие темно-серые шатровые крыши.Дом из бледно-кремового и серого камня с высокими окнами от пола до потолка. Однако светлая цветовая палитра уравновешивается темным штормовым оттенком его шатровых крыш.

Этот дом кажется идеальным балансом света и тьмы.

Старый дом с кирпичной крышей

В этом потрясающем кирпичном доме, кажется, все комнаты имеют шатровую крышу. Стены дома выполнены из кирпича в светлых нейтральных оттенках бежевого, а в шатровой крыше используется темный оттенок серого, оживляющий дом.Этот дом выглядит очень величественно и импозантно.

Багрово-серый дом с шатровой крышей

Эта стена очень эклектична: половина ее стен состоит из речных камней, а другая часть окрашена в темно-малиновый цвет. Эффект усиливают шатровые серые крыши. В целом дом выглядит как место, куда может пойти и вдохновиться ценитель искусства.

Колониальный дом с шатровой крышей

Белые стены этого дома уравновешиваются теплыми деревенскими коричневыми тонами вальмовой крыши.Этот причудливый дом выглядит так, как будто он принадлежит большой ферме. Он также источает колониальную ауру из-за своей остроконечной крыши.

Зеленый дом с полукровельной крышей

Этот прекрасный дом выглядит очень уютно и комфортно. Для дома характерна односкатная крыша с кирпичным дымоходом. Что отличает от других домов, так это пастельно-зеленые цвета его деревянной стены и остроконечного входа в дом. похоже, это отличное место для зимнего отдыха.

Серый на серой шатровой крыше Дом

Дом состоит из бледно-серых стен с одной секцией теплого бежевого оттенка. Серебристо-серая шатровая башня над зданием. Этот дом с красиво ухоженным газоном и кустами — идеальное место для вечеринки в саду.

Неогородинский дом с шатровой крышей

В этом доме сочетаются георгианская архитектура и современный дизайн. Бежевые стены дома оттеняет прямоугольная шатровая крыша.Множество окон квадратной формы и дверь посередине усиливают симметрию дома. Ухоженный газон придает дому безупречный вид.

Маленький серый дом с шатровой крышей

Этот дом выглядит маленьким, но это не значит, что он не стильный. Стены дома в светлых нейтральных тонах затмеваются серой шатровой крышей, которая придает дому столь необходимый колорит. Небольшая белая терраса, зеленая изгородь и ухоженный газон — прекрасное дополнение к этому дому.

Неопалладианская вилла с шатровой крышей

Этот дом из красного кирпича заимствовал многие элементы палладианской архитектуры. Высокие и величественные окна, арочный дверной проем и темно-серая шатровая крыша — фирменные стили палладианской архитектуры. Эта чудесная вилла, окруженная зеленью, выглядит как идеальное место для старых английских аристократов.

Вилла с шатровой крышей из красного кирпича

Этот потрясающий дом максимально использовал красный цвет.Стены состоят из кирпича живого красного оттенка, но крыша уравновешивает его своим более темным и холодным оттенком красновато-коричневого цвета черепицы. Дом выглядит как идеальное место для зимовки.

Элегантный кремово-серый дом с шатровой крышей

Этот дом кремово-серого цвета — один из самых красивых домов с шатровыми крышами, которые мы когда-либо видели. Холодный серый цвет шатровой крыши приятно уравновешивает бледно-кремовый оттенок стен.Нейтральные оттенки компенсируются темно-красной дверью, которая придает красочность этому прекрасному дому.

Coral Pink Hip Roof House

Этот кораллово-розовый дом выделяется среди всех своих серых соседей своей удивительно красочной крышей в виде шатра и впадины. Здание выглядит так, будто оно придаст искорку цвета и яркости даже в самые унылые дни.

Вальмовые крыши чрезвычайно универсальны, поэтому их можно строить как в традиционных, так и в ультрасовременных домах.Итак, какой тип вальмовой крыши вам больше всего нравится?

Связано: Все 36 стилей кровли | Типы кровельных ферм | Дома с двускатной крышей

Соединение крыш с неравномерным скатом | JLC Онлайн

После борьбы с бедренными стропилами и разговоров с одним-двумя старожилами, начинающие строители обнаруживают, что соединить две крыши не так уж сложно — для бедер и впадин вы просто срезаете все скосы под углом 45 градусов и используете 17 вместо 12 для бег по обрамляющей площади.

Затем происходит: та заявка, которую вы подали на работу с примыкающими крышами с неравномерным скатом, принимается, и вам нужно найти способ ее обрамления.

Один из подходов состоит в том, чтобы заказать в два раза больше пиломатериалов для каркаса и продолжать резать бедра и впадины, пока не добьетесь нужного результата. Другой вариант — купить красивый калькулятор обрамления и пройти курс тригонометрии. Или вы можете использовать метод Зеппа, для которого не требуется ничего, кроме квадрата для обрамления и карандаша. Дон Зепп преподавал продвинутую конструкцию крыш, когда я учился в торговой школе Уильямсона в Медиа, штат Пенсильвания., и я считаю, что его метод наиболее прост для понимания и использования в полевых условиях.

Ключ к методу Зеппа заключается не в причудливой математике, а в использовании обрамляющего квадрата для создания масштабных чертежей основных углов и разрезов с последующим переносом измерений с эскиза на пиломатериал. Прямая корреляция между чертежами и разрезами делает этот метод точным и надежным. Овладейте им, и вы сможете справиться с любой из многочисленных ситуаций, когда встречаются две крыши с неравным уклоном, будь то вальм или впадина.В рамках этой статьи я покажу, как обрамить пересечение двух вальмовых крыш неравного уклона.

Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Любой сложный проект крыши автор начинает с создания масштабного плана каркаса крыши (слева). Это полезно при отборе материалов и в качестве справочника на стройплощадке. На перспективном эскизе (справа) показано расположение неравного вальмового стропила.

Перед тем, как начать, вы получите максимум пользы от этой статьи, если прочтете ее с квадратом для обрамления и куском фанеры рядом, так что вы сможете выполнить некоторые расчеты макета.

Ориентация

Первым шагом является создание чертежа в масштабе всей крыши с расположением внешних стен, гребней и всех стропил, как показано на рисунке 1А. Этот рисунок будет служить картой, пока вы собираете части вместе. Это также поможет вам оценить количество и длину пиломатериалов, которые вам понадобятся. Простой перспективный эскиз (рис. 1B) помогает понять, как будут выглядеть готовые плоскости крыши.

Г-образный дом на Рисунке 1 имеет оба выступа на одном уровне.Свес составляет 16 дюймов (по горизонтали), а фасадная панель проходит на постоянной высоте по всему дому.

Соединение этих двух крыш создает две основные проблемы: первая — это соединение двух плоскостей с разным уклоном у бедренного (или долинного) стропила. Другой — выровнять фасции.

Установить участки . Сначала мы должны установить уклон обеих плоскостей крыши. Начнем с того, что основная крыша имеет уклон 8/12. Как определить уклон второстепенной кровли?

В этой статье, когда я использую слово «шаг», я имею в виду коэффициент подъема в дюймах на 12 дюймов хода.Из плана мы видим, что общий подъем вторичной крыши такой же, как и у основной крыши — 6 футов. Общий пробег вторичной крыши составляет 7 футов 6 дюймов. Чтобы преобразовать это в дюймы подъема на 12 дюймов пробега, используйте следующую формулу:

12 дюймов ÷ Общий пробег x общий подъем = дюймы подъема (единичный подъем)

или

12 дюймов / 7,5 футов x 6 футов = 9,6 , или 9 5/8 дюйма с подъемом

Таким образом, 9 5/8/12 — это дополнительный уклон крыши.

Выстраивание фасции

Посмотрите на рис. 2А, на котором показаны два общих стропила с разным уклоном.Казалось бы, выровнять фасады и карнизы так, чтобы у вас были равные свесы на обоих скатах, было бы невозможно, поскольку стропила двух крыш выступают за плиту под разными углами. Но на самом деле это не так уж и сложно.

В местах соединения крыш с неравным уклоном требуется тщательная планировка для создания перекрытий одинаковой ширины с фасадами одинаковой высоты. На чертеже А наложены общие стропила для двух скатов крыши и показана проблема, которая возникает, когда планировка крыши начинается с внешнего края внешних стен.На чертеже Б показано, как автор решает эту проблему, начиная раскладку кровли с концов стропил и поднимая стеновые плиты под более крутоскатную крышу.

Приведение фасции к стыку. Чтобы сохранить такой же свес и выровнять облицовку, вы должны начинать планировку крыши с внутреннего верхнего края облицовки, а не с внешней стороны внешних стен. Затем вы устанавливаете стеновую плиту под более крутой второстепенной крышей, как показано на Рисунке 2B. Наращивание равняется разнице между единичным подъемом обоих скатов крыши.В этом случае, если высота блока составляет 8 дюймов и 9 5/8 дюйма, разница составляет 1 5/8 или 1,6 дюйма. Таким образом, пластина должна быть увеличена на 1,6 дюйма на каждый горизонтальный фут свеса.

Поскольку вылет составляет 16 дюймов или 1,33 фута, общее накопление составляет:

1,33 фута x 1,6 дюйма на фут = 2,13 или 2 1/8 дюйма

Вместо того, чтобы наращивать пластину ровно на 21/8 дюйма, Я использую дополнительную верхнюю пластину 2x (толщиной 11/2 дюйма) и увеличиваю высоту стропил на оставшиеся 5/8 дюйма, добавляя ее к расстоянию «высота над пластиной», которое я использую, чтобы найти срез на уровне птичьего рта.

Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Ключ к авторскому методу состоит в том, чтобы нарисовать в натуральную величину угол пересечения неоднородных крыш с последующим переносом измерений с чертежа на пиломатериал. На листе фанеры он сначала определяет угол наклона вальмового стропила, используя суммарные пролеты двух крыш (A). Затем он рассчитывает единичный пролет вальмового стропила по отношению к основной крыше (B). Наконец, он завершает масштабный чертеж стен и потолков, чтобы установить критические размеры для разрезания бедра (C).

В поисках высоты бедра

После того, как вы временно подкрепили гребни несколькими общими стропилами, можно выложить вальмовое стропило. Разметку делаю на листе фанеры. Используя один угол, я начинаю с рисования угла бедра, а затем превращаю эту линию в полноразмерный вид сверху угла крыши. На этом чертеже я могу получить точные размеры для моих разрезов под углом.

Угол бедра . Используя 12-ю шкалу кадрирующего квадрата, найдите угол бедра, как показано на рисунке 3A.Проведите диагональную линию между 9 футами (пролет основной крыши) на язычке квадрата и 7 футами 6 дюймов (второстепенный пролет) на отливе. Это дает угол наклона стропила бедра.

Единичный бег бедра. В четырехскатной крыше с равным уклоном единичный пролет вальмового или ендовного стропила составляет 17 дюймов на каждые 12 дюймов пробега основной крыши. Например, при равной вальмовой крыше с уклоном 8/12 шаг вальмового стропила будет 8/17. Но здесь он будет другим, так как вальмовый стропил не лежит под углом 45 градусов к общему месту.

Уклон неравномерного вальмового стропила можно выразить по отношению как к основной, так и к вспомогательной крыше. Поскольку для разметки разрезов вам нужен только один набор чисел, давайте рассмотрим основную крышу, высота которой составляет 8 дюймов.

Найдите бег бедра, как показано на Рисунке 3B. Положите квадрат в углу рисунка из фанеры, работая со стороны диагональной линии, которая представляет основную крышу. Удерживая внешний край лезвия на одном уровне с краем фанеры, сдвиньте квадрат до тех пор, пока 12-дюймовая отметка на язычке не пересечется с бедром.Сделайте там отметку, затем измерьте расстояние от отметки до угла рисунка — это бег бедра. Он должен иметь размер 15 5/8 дюйма.

Единичный пробег от бедра = 15 5/8 дюйма.

Между прочим, единичный пробег для более пологой крыши всегда будет меньше 17 дюймов, в то время как единичный пробег для более крутого склона всегда будет больше 17 дюймов. .

Итак, теперь мы знаем шаг стропила вальмы по отношению к основной крыше:

Шаг вальмы = 8/15 5/8

Разметка бедра

Работая над чертежом из фанеры, сделайте следующие привязки линий, чтобы определить выступ потолка, облицовку и каркас стены в полном масштабе, как показано на Рисунке 3C.Найдите центральную линию бедренного стропила не в углу пластин, а в углу двух пересекающихся панелей. Продлите эту осевую линию обратно до настенной пластины и за ее пределы. Вы заметите, что стропила не сидит на углу двух стеновых пластин; этого никогда не будет. В скатной крыше с неравномерным скатом скат всегда будет падать на стеновую плиту, поддерживающую более крутой скат крыши. После завершения чертежа в натуральную величину пора начинать наносить отметки на кусок пиломатериала.

Чтобы наметить скос в хвостовой части бедренного стропила, возьмите расстояния «A» и «B» на полномасштабном чертеже компоновки на Рисунке 3.

Хвост бедра. Сначала разложите хвостовой конец стропила, как показано на рисунке 4. Используя единичный разбег и подъем бедра, 8/15 5/8, проведите отвес с обеих сторон стропильного конца с квадратом обрамления. Затем вы можете вычесть углы бокового выреза непосредственно из полномасштабного чертежа — расстояния «A» и «B» на рисунке 3C. Поскольку вы снимаете эти размеры с чертежа в плане, убедитесь, что вы измеряете перпендикулярно линии отвеса, а не по краю стропила. Держите обрезку хвоста, пока не выложите птичий пасть.

Чтобы найти разрез «Птичья пасть», сначала измерьте расстояние по горизонтали от хвоста до пластины на полномасштабном чертеже (рис. 3C). Отойдите от этого расстояния, 251/16 дюйма, и проведите отвес (A). Линия отвеса представляет собой среднюю линию разреза «Птичья пасть». Найдите ровный срез, измерив по оси рта «птичий рот» расстояние «высота над плитой» общих стропил крутой крыши (B). Чтобы проложить отвес, прибавьте и вычтите расстояние «B», перпендикулярное метке осевой линии пасти птицы, как показано.Поскольку бедренное стропило не пересекает угол стен (C), вертикальный разрез «Птичья пасть» делается под углом (D).

Птичий рот . На полномасштабном чертеже измерьте вдоль центральной линии бедра стропила от внутреннего угла фасции до точки, где центральная линия пересекает внешнюю часть стеновой плиты. Это расстояние должно составлять около 25 1/16 дюйма. Теперь используйте квадрат для обрамления, чтобы отойти на это расстояние от отвеса в хвостовой части, как если бы вы использовали любое стропило.Первая ступенька составляет 15 5/8 дюйма. Вам нужно будет добавить оставшиеся 9 7/16 дюймов, измерив перпендикулярно отвесу, как на рисунке 5A. Отметьте отвес; это центральная линия разреза «Птичья пасть». Вытяните эту линию вокруг всего стропила.

Порезы в области пятки и сиденья. Затем разложите отвес и выровняйте прорези для птичьего рта. Здесь мы снова просто украдем измерения с нашего полномасштабного чертежа.

Чтобы разметить ровный срез, отмерьте расстояние «высота над пластиной» (см. Рис. 2B) по средней линии птичьего рта и проведите перпендикулярную линию, чтобы отметить ровный срез.«Высота над пластиной» для вальмовых стропил такая же, как и для общих стропил вторичной крыши, поскольку вальмовая часть приходится на плиту вторичной крыши.

Чтобы разметить вертикальный разрез, возьмите размер «B» на полномасштабном чертеже (рис. 3C) и перенесите его размеры на стропила по обе стороны от средней линии «птичьего рта», как показано на рис. 5B. Опять же, измеряйте перпендикулярно отметке средней линии рта птицы, а не по длине стропила.

Для рисунка щечного среза на верхнем конце вальмового стропила автор делает полномасштабный чертеж его пересечения с основным коньком крыши, затем переносит замеры.

Нарезка по длине. После того, как «птичий пасть» выложен, сделайте полномасштабный чертеж соединения бедра с гребнем, как показано на рисунке 6. Вы будете использовать его, чтобы украсть измерения для определения длины бедра.

Во-первых, нам нужно сойти с расстояния до теоретической центральной точки, где бедро встречается с гребнем. Возьмите пробег основной крыши (9 футов) и, используя свой квадрат и наклон бедра по отношению к основной крыше — 8 дюймов и 15 5/8 дюймов — сойдите с этого расстояния обычным способом.Когда вы сделаете 9 ступенек, нарисуйте в этой точке отвес и протяните ее полностью вокруг стропила.

Это теоретическая длина бедра. Чтобы получить его истинную длину, вычтите расстояние «C», перпендикулярное этому отвесу. Это дает истинную длину по средней линии стропила. Чтобы разметить разрез щеки, вы должны затем добавить и вычесть букву «А» перпендикулярно к отвесу истинной длины.

«Задняя часть», или скос, стропила гарантирует, что обшивка крыши будет плотно прилегать к бедру.Используйте квадрат обрамления и шаг стропила бедра, чтобы определить линию поддержки, как показано. Повторите процесс с другой стороны бедра, используя расстояние «B».

Вот и все! Ваше бедро с неравным наклоном разложено и готово к резке. Осталось несколько деталей.

Поддержка бедра

Как и у любого вальмового стропила, у неравного вальмового стропила верхний край должен быть «приподнят» или скошен, чтобы соответствовать каждой из сходящихся плоскостей крыши. Вопрос в том, сколько отрезать.

Определите подкладку для каждой плоскости крыши, как показано на рисунке 7.Поместите свой квадрат на стороне вальмового стропила, которая будет обращена к основной крыше, используя наклон вальма для этой крыши 8/155/8. Измерьте расстояние «A» вдоль участка установки и отметьте его. Это линия поддержки.

Повторите ту же процедуру на стороне бедра, обращенной к вспомогательной крыше, используя угол наклона бедра для этой крыши и измеряя расстояние «B». Вам нужно будет найти дополнительный уклон вальмы крыши так же, как вы нашли уклон вальмы основной крыши, как показано на рисунке 3B. Угол наклона вальмы относительно второстепенной крыши составляет 9 5/8/18 13/16.Это точно такое же соотношение, как и шаг для другой стороны, но я считаю, что это помогает работать с двумя сторонами по отдельности, чтобы избежать путаницы, особенно когда дело доходит до выкладки стропил домкрата.

Для разметки домкратов автор делает натурный рисунок первых двух домкратов с каждой стороны бедра. Из этого рисунка он находит угол разрезов щеки, ход первого домкрата и общую разницу, используемую для определения местоположения остальных домкратов.

Одно важное замечание: подождите, пока вся ваша разметка не будет завершена и вы не проведете тестовую установку стропила для бедра, прежде чем фактически скашивать верхний край бедра.Как только верх будет скошен, вы потеряете важную опорную кромку.

Установка домкратов

Перед тем, как прибить вальмовое стропило, обязательно разметьте положение домкратных стропил. На земле намного легче, чем на высоте 20 футов в воздухе.

Чтобы определить длину домкратов, нарисуйте первые два домкрата на полномасштабном чертеже бедренного стропила, как показано на рисунке 8. Затем мы можем снять все наши измерения для первых домкратов на каждой крыше непосредственно с чертежа. так же, как мы сделали для бедра.Мы также можем вывести общие различия, чтобы найти ходы других домкратов.

Установив квадрат на основной стороне крыши вальмового стропила, сойдите с истинного пути первого подъемного домкрата, используя наклон основного вальма крыши, 8/15 5/8. Отметьте отвес; это центральная линия первого домкрата. Для каждого следующего домкрата стропила сойдите с общей разницы. Повторите процесс с другой стороны бедра, используя наклон бедра для дополнительной крыши (9 5/8/18 13/16).

Долины

Стропило ендовы с неравномерным уклоном выкладывается так же, как и бедро с неравномерным уклоном.Основное различие между ними заключается в том, что стропила долины располагаются на внутренних углах, а стропила вальмы — на внешних углах.

Каждая крыша будет немного отличаться. Иногда вместо того, чтобы поддерживать бедро, я опускаю его по отношению к домкратам. Это по-прежнему дает большую поддержку обшивке. Кроме того, я часто удваиваю бедренные стропила для большей прочности и большей поверхности гвоздей. В этом случае угол заднего хода такой же, но линия поддержки будет ниже. Но, как бы ни были детали могут отличаться, метод Zepp предоставляет все основы, которые мне нужны, чтобы разобраться в кажущейся невозможной ситуации.

Для чего используются вальмовые крыши?

Дата публикации: 26 октября 2018 г.

Вальмовая крыша имеет все стороны наклонные вниз к стенам под постоянным углом. Внешний угол, под которым встречаются смежные наклонные стороны, известен как «бедро». «Бедренный конец» — это треугольная наклонная поверхность, которая возникает в результате того, что бедра пересекаются с коньком крыши. Дом с шатровой крышей не имеет фронтона. Как правило, вальмовые крыши имеют наклонные стороны слухового окна и ровную панель, позволяющую устанавливать желоб по всей крыше.Шатровые крыши иногда называют пирамидальными и павильонными. В квадратных зданиях шатровые крыши обычно направлены вверх, образуя пирамидальную структуру. В большинстве зданий прямоугольной формы для формирования вальмовой крыши используются две треугольные и две трапециевидные стороны.

История вальмовых крыш

Вальмовые крыши очень популярны в американской архитектуре благодаря своей эстетической привлекательности, а также долговечности. Они датируются 18 веком, когда были замечены во французском квартале Нового Орлеана.Шатровые крыши были обычным явлением и в американских домах 1950-х годов. В США шатровые крыши в основном встречаются на коттеджах и бунгало в современной домашней архитектуре и являются неотъемлемой частью домов во французском стиле, таких как французский провинциальный и традиционный американский стиль Foursquare.

Как они построены?

Строительство вальмовой крыши требует точности и аккуратности. Первым делом необходимо произвести точные замеры до того, как стропила будут распилены. Затем стропила крепятся к коньковой доске — каркасу, который крепится вокруг крыши.Чтобы построить крышу, нужно рассчитать габариты вальмового стропила. Следующим шагом является установка стропил по одной. После того, как стропила прибиты на место, их можно обрезать для более аккуратной планировки. Затем вальмовые стропила необходимо соединить со стандартными стропилами. Завершающим этапом является установка домкратов между стандартными и вальмовыми стропилами. Для покрытия вальмовой крыши можно использовать металл, черепицу, черепицу или шифер.

Каков срок службы вальмовой крыши?

Вальмовые крыши могут прослужить до 50 лет при условии их правильной постройки.Их срок службы зависит от материалов, используемых для изготовления крыши, а также от качества обслуживания, которое они получают. Использование стальной черепицы на вальмовой крыше позволяет ей прослужить дольше. Хорошее обслуживание предотвращает риски таких проблем, как утечки воды в долгосрочной перспективе.

Преимущества

Эти крыши добавляют дому визуально привлекательную структуру и потенциально повышают стоимость недвижимости.

Вальмовые крыши не имеют плоских концов, которые могут улавливать ветер. Они также являются самоблокирующимися и поэтому хорошо подходят для регионов, подверженных ураганам.

Вальмовые крыши идеально подходят для теплого климата из-за их способности сохранять в доме прохладу летом, укрывая все стороны дома. Карнизы вокруг крыши также защищают дом от солнца и экстремальных погодных условий.

Наклонные вниз стороны вальмовой крыши обеспечивают надежный дренаж во время сильных дождей, штормов и снегопадов, позволяя воде или снегу легко таять и стекать с крыши.

С добавлением мансардного окна или слухового окна четырехскатная крыша может обеспечить дополнительное жилое пространство.

Недостатки

Вальмовая крыша стоит дороже, чем двускатная. Конструкция крыши более сложная и требует дополнительных строительных материалов, а также больших усилий и времени, что приводит к увеличению затрат на рабочую силу.

Форма крыши эффективна для отвода дождевой воды, но также делает ее более склонной к утечкам. В конструкции крыши предусмотрены впадины и шатры, которые могут стать воротами для воды. Важно инвестировать в хорошего подрядчика по кровельным работам, чтобы минимизировать риски.

Варианты вальмовой крыши

Простые вальмовые крыши:

Простая вальмовая крыша — самый популярный вид вальмовой крыши. Дизайн включает многоугольник с двух сторон и треугольник с двух других сторон. Все четыре стороны соединяются наверху, образуя гребень.

Половина бедра:

Половарная крыша имеет две укороченные стороны, образующие карниз.

Dutch Gable Hip:

Голландские двускатные вальмовые крыши представляют собой гибрид вальмовой и двускатной кровли.Эта крыша обеспечивает больше внутреннего пространства за счет фронтона, который находится в конце конька крыши.

Поперечная вальмовая крыша:

В поперечно-скатных крышах две секции крыши соединяются своими концами, образуя шов или впадину.

Пирамидальные шатровые крыши:

В шатровой крыше пирамиды четыре треугольных стороны равной длины соединяются наверху в одной точке, образуя пирамиду.

Мансардные крыши:

Мансардная крыша — это крыша с двумя разными углами наклона.Нижний угол намного круче верхнего угла крыши.

Цена вальмовой крыши

Установка новой вальмовой крыши с нуля сравнительно дешевле, чем замена существующей вальмовой крыши. Для нового дома важно учитывать стоимость кровельных материалов, каркаса, а также труд. Затраты на оплату труда крыши среднего размера, площадь которой составляет 1500 квадратных футов, составляют от 12 000 до 18 000 долларов. Дополнительные материалы, используемые для обрамления, могут добавить от 1 до 2 долларов за квадратный фут.Для крыши площадью 1500 квадратных футов это примерно от 1000 до 3000 долларов.

границ | Разрушения каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений имеет важное значение для обеспечения безопасности жителей, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для сообществ и страховых компаний. На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых видов отказов в жилых домах.Это в первую очередь связано с системами кровли и стен, а также с вертикальной нагрузкой между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Разрушения кровли жилых домов, а именно разрушение соединений крыши со стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, были тщательно изучены из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений.Плотность домов относительно других построек в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с авариями жилых домов. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети из 32 миллиардов долларов застрахованных убытков от торнадо связаны с жилыми постройками (Simmons et al., 2015).

Работа по устранению повреждений деревянных крыш жилых домов важна, потому что потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, записанные во время обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов предполагают, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет улучшенных подходов к проектированию и инновационных решений.

Стандартизованным методом оценки скорости ветра в торнадо является расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку обычно невозможно напрямую измерить скорость ветра в торнадо (Kopp et al., 2012). Текущая версия EF-Scale (Центр ветроэнергетики и инженерии, 2006) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами ущерба (DI). Для каждого DI шкала EF использует концепцию степеней повреждения (DOD). DOD описывают последовательные режимы повреждения, которые обычно наблюдаются для определенных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон расчетных скоростей ветра, необходимых для нанесения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006; Mehta, 2013).Их можно связать со скоростями ветра по шкале EF, чтобы оценить интенсивность торнадо, от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для резиденций на одну и две семьи (FR12). DOD-4 и DOD-6, которые имеют отношение к разрушениям кровли FR12, описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, потому что он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

Таблица 1 .Описание степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для рассматриваемых видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

На рисунке 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на рисунке 2 показан отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждения кровли сосредоточено на этих двух режимах отказа. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения кровли в шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные режимы серьезных разрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничивается исследованиями, сфокусированными на отказах RTWC.DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 миль в час (Таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Wind Science and Engineering Center, 2006). DOD-4 возникает при более низких скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними шатровыми крышами аналогичной конструкции. Фактически, в списке FR12 по канадской шкале EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровыми крышами можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6.Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 связана с неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница связана с улучшенной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Различие между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего исследования, как указали Гаванский и Копп (2017).

Рисунок 1 .Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).

Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Крыши жилых домов могут быть построены с использованием различных форм и уклонов. Многие включают слуховые окна или другие дефекты для покрытия домов неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных при строительстве деревянных каркасов, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и шатровые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 1992). Как правило, шатровые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости, проведенный Kopp et al. (2016) и Gavanski and Kopp (2017) даже предположили, что единый DI для жилых конструкций в шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в оценках скорости ветра для разной формы крыши, хотя это не было количественно оценено. в обследованиях повреждений.

В нескольких прошлых исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), с некоторыми более поздними работами, непосредственно исследующими поведение шатровой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Meecham et al. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе, чтобы улучшить техническое понимание характеристик вальмовой крыши, и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и конфигурацией нижнего каркаса деревянных каркасных крыш.Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и шатровой крыши, общие моменты подъема и опрокидывания крыши оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия — не единственная причина улучшения характеристик вальмовых крыш.

Результаты

Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса в шатровой крыше относительно распределения подъема обеспечивает дополнительную устойчивость.Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. В дополнение к этому, вальмовые крыши имеют RTWC по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются со стеновым каркасом только по двум противоположным стенам. Считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки в стропильных шатровых крышах эти факторы делают шатровые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям в результате обычных видов разрушения кровли.Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

Один из вопросов, который возникает из-за высоких скоростей ветра, полученных при анализе хрупкости конкретных видов отказов, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в шатровых крышах. Другими словами, разрушится ли структура по-другому, а не RTWC? Цель данной статьи — изучить, возможны ли дополнительные неизученные режимы отказов, и, если они есть, понять условия, необходимые для их возникновения.В данной статье представлен анализ и результаты двумерных численных моделей для стропильных и рамно-скатных крыш с целью изучения этого момента. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

Анализ обследования повреждений

Данные недавних событий в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо в Мур, Оклахома в 2013 году (EF5) и торнадо в Таскалузе, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) в 2011 году.Их предоставил авторам доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, исследуя пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их отчеты об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных предоставляет тысячи изображений повреждений домов, от потери обшивки до полного разрушения.

Торнадо в Мур, штат Оклахома, был определен как событие EF5 с повреждениями в диапазоне от EF0 до EF5, наблюдаемых на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека и, по оценкам, был нанесен экономический ущерб до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, поэтому можно идентифицировать так много стадий развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая определение новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к домам с деревянным каркасом были предъявлены новые предписывающие требования для смягчения ущерба до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения природы разрушения вальмовой крыши. В данных выявляется множество случаев частичного разрушения вальмовой крыши. Как и в случае результатов анализа хрупкости, проведенного Kopp et al. (2016), наблюдаемые разрушения вызывают дополнительные вопросы относительно вероятности и условий, при которых могут произойти частичные разрушения вальмовой крыши.Отдельные примеры наблюдаемых отказов от Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

Рисунок 3 . Разрушение вальмовой крыши в Мур, штат Оклахома, после торнадо EF5 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней поверхности соседних вальмовых крыш с заостренной рамой. (Б) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой / двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, которые демонстрируют аналогичные повреждения передней поверхности крыши. RTWC, кажется, целы по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. На правой стороне фотографии оставшаяся часть крыши провисает, что дополнительно указывает на то, что нижележащая рама вышла из строя. Дома, показанные на рисунке 3A, были расположены вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома.Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные повреждения каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6, 40% оказались разрушенными из-за аналогичных частичных повреждений. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя из-за прибитых соединений между элементами, поскольку сломанных пиломатериалов не видно. В следующем разделе будут представлены дополнительные статистические данные и наблюдения из двух выбранных районов после торнадо в Джоплине, штат Миссури.

На рис. 3В показан отказ, аналогичный показанному на рис. 3А, но с гораздо более крутой крышей. RTWC выглядят целыми, и видна большая открытая полость, где были удалены как элементы каркаса, так и оболочка. Как и на Рисунке 3A, очевидно, что эта крыша не страдала исключительно обшивкой, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция с рамой из стержней, в отличие от той, которая содержала сборные фермы.По имеющимся данным, многие из неудачных вальмовых крыш использовали каркас из палок.

На рис. 3С показано частичное разрушение комбинированной вальмовой / двускатной крыши. Этот отказ отличается от тех, что показаны на рисунках 3A, B, поскольку очевиден отказ материала деревянных элементов. RTWC, по-видимому, целы, нижняя часть крыши потеряла только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, помимо обшивки, слева. Возле пика крыши каркас разрушился с обеих сторон.Эта структура, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или усилены иным образом с помощью деревянных пластин, прибитых гвоздями.

При осмотре повреждений, показанных на Рисунке 3, и аналогичных повреждений на имеющихся фотографиях становится очевидным, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся режимы разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с близлежащими конструкциями на основе данных было определено, что разрушения каркаса могут определяться в некоторых шатровых крышах при скорости ветра EF2, а не разрушениями RTWC или потерей обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рамных рам особенно подсказывают, что характеристики крыш с рамными каркасами следует отличать от характеристик стропильных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.

Статистический анализ возникновения отказов

Для полного анализа возникновения частичных отказов каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в пределах диапазонов DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые отказы с обшивкой, RTWC или каркасом крыши.Сортировка данных по районам предлагает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всем треком ущерба от события. Как уже упоминалось, данные опроса, предоставленные Университетом Флориды, включают базу данных фотографий. Также предоставляется список всех фотографий, которые использовались для оценки события, включая долготу, широту и рейтинг EF-Scale в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены цветными метками, чтобы представить рейтинг EF-Scale. Образец полученной карты показан на рисунке 4.На этой карте показаны две области, проанализированные для получения представленных здесь предварительных статистических данных. Эти районы были расположены на западном конце пути разрушения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скоростям ветра DOD-4 и DOD-6 для крыш жилых домов. На рисунке рейтинги EF1, EF2 и EF3 представлены желтыми, оранжевыми и красными булавками соответственно.

Рисунок 4 . Западный конец пути повреждения торнадо после торнадо 22 мая 2011 г. в Джоплине, Миссури; регионы настоящего исследования обведены белым.

Анализируются две области исследования, обведенные белым цветом на Рисунке 4, и оценивается возникновение различных видов отказов. Фотографии повреждений в отмеченных местах были изучены, и отмечен предполагаемый тип отказа. При этом просмотре данных каждое отдельное жилище оценивалось на предмет того, были ли повреждения вызваны RTWC, обшивкой или повреждением каркаса. Помимо повреждений кровли, включаются разрушения стен, соответствующие требованиям DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изученных крыш. В области 1 в левой части рисунка 4 обнаружены дома, которые выглядели более новыми, большинство из них с крутыми шатровыми крышами и большими строениями. Дома в Районе 2 в основном выглядят более старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

Результаты статистического анализа показаны в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующим повреждением вышли из строя из-за частичного разрушения каркаса, в то время как 35% показали признаки отказа RTWC.На Рисунке 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых повсюду в этом районе, с аэрофотоснимком, показывающим, как повреждение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях были удалены самые большие поверхности крыши, в то время как части конструкции, закрывающие меньшие пространства, остались на месте. Многие из этих построек, по всей видимости, были рамно-рамочной конструкции.

Таблица 2 . Возникновение режимов разрушения кровли жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

Рисунок 5 . Пример типичного разрушения вальмовой крыши в Районе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного разрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).

Возникновение типов отказов в Районе 2 отличается от такового в Районе 1; Распределение отказов кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в Районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно рассматривать как серьезные отказы кровли, то есть подпадающих под DOD-6.В Районе 2 33% показали частичные разрушения каркаса, в то время как 37 и 30% пострадали от отказов RTWC и обшивки соответственно. Чтобы понять прогрессию повреждения, дома, в которых обрушились стены, подсчитываются на основе наблюдаемого режима разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 10% домов пострадали от частичного разрушения каркаса крыши и обрушения стен, а 8% пострадали от разрушения RTWC и обрушения стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стен и кровли требует дальнейшего изучения для определения причинных эффектов каждого режима разрушения крыши.

Сдвиг в возникновении определенных видов отказов между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако следует отметить, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели пологую крышу. Хотя это наблюдение может указывать на то, что наклон крыши способствует возникновению разрушения каркаса, неясно, какие другие факторы могли иметь дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничителей в старых домах могло привести к учащению случаев обрушения стен.В примере, показанном на Рисунке 6, произошел частичный отказ каркаса крыши. Однако этот сбой мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине разрушенной крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, играли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные отказы происходят по крайней мере так же часто, как и другие виды отказов кровли. Требуется дополнительная работа для получения полного набора статистических данных об этих сбоях и более точного определения региональных условий, которые могут способствовать их возникновению.

Рисунок 6 . Частичное обрушение вальмовой крыши в районе 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Аналитический метод

Подход и предположения

Разработан и верифицирован метод численного моделирования для анализа эффектов внутренней нагрузки и прочностных характеристик компонентов деревянной каркасной крыши при ветровом подъеме. После разработки модели для получения сил стержня рассчитываются возможности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединяются с расчетными значениями пропускной способности элементов.Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме относительных соотношений спроса и мощности (D / C) и определить возможные места уязвимости. В настоящей работе термин «элемент» относится как к элементам деревянного каркаса, так и к соединениям между ними. Оба типа элементов составляют звенья на вертикальном пути нагрузки, и потенциальные отказы могут возникать в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Стивенсона (2017).

Различия между методами строительства крыши, такими как фермовый каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с мощностью RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми видами отказов с хорошо установленными скоростями ветра (т. Е. DOD-6). Предположение о правильной конструкции в анализах позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если будет обнаружена вероятность отказа.В противном случае результаты подтвердили бы ненадлежащее строительство в домах с наблюдаемыми неисправностями.

Анализ спроса и мощности секций стропильных и каркасных крыш

Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки из-за подъема ветра на элементы каркаса и сравнить их со способностями элементов противостоять этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные виды отказов.В опубликованной литературе представлена ​​подробная информация о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкции каркаса. Чтобы получить сопоставимые результаты и использовать согласованные методы для различных типов конструкций, анализ всех конструкций для настоящего исследования ограничен линейным диапазоном поведения материала. Элементы, которые могут выйти из строя первыми, идентифицируются на основе относительных линейных соотношений D / C.Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

Для наблюдения за эффектами линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши, силы элементов рассчитываются посредством моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты крыш с решетчатым каркасом моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, и полученные осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Стивенсоном (2017).

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

При строительстве деревянных каркасов в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или часть 9 Национального строительного кодекса Канады, чтобы определить размер элементов, расстояние между ними и требования к крепежам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Предписательный проект включает в себя как крыши с рамой, так и фермы, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке на месте. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), спроектированы компаниями, специализирующимися на их производстве, на основе распределения вторичной нагрузки. Они становятся преобладающей формой строительства крыш новых жилых домов, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, рамная конструкция все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и каркасные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

Двухмерный анализ D / C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). Рисунок 7 иллюстрирует схему фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с рамной рамой, которая соответствовала профилю и геометрии плана ферменной крыши от Henderson et al. (2013), чтобы провести сравнение.

Рисунок 7 . Половина моделируемой фермы с маркированными соединениями и элементами.

Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению элементов и размерам, в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на Рисунке 8 с обозначенными размерами элементов и расстоянием между ними. Компоновка элементов крыш с решетчатой ​​рамой способствует разделению нагрузки между гранями и отдельными элементами крыши. Вальмовые стропила переносят нагрузки между элементами на смежных гранях крыши, а обшивка играет роль в эффектах системы между элементами на одной стороне. Из-за такой схемы невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было сделано в случае ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ рамной крыши упрощается путем изучения одного репрезентативного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных безопорных пролетов. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут противостоять самым сильным опорным реакциям. Грани крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

Рисунок 8 . Вид сверху спроектированной рамной вальмовой крыши.

Рисунок 9 . Иллюстрация стропила домкрата, выбранных для анализа стержневой рамы.

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

Стратегия разработки модели в этом исследовании состоит в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного упрощенного аналога модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное влияние нагрузки на каждый элемент фермы. Такой подход с использованием конверта был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать нелинейное моделирование возможным.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не учитывались ранее.

Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы постоянно достигается за счет комбинации двух аналогов модели. Одна из моделей использует все шарнирные соединения, а другая — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы перемычки моделируются вдоль их центроидов.Для корпуса фермы результаты усилий стержня и шарниров извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную планку с рамой также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой — с жесткими опорами. В случае каркасной конструкции расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах, и чтобы можно было получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате чего получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 миль в час не отражает скорости ветра торнадо и потребует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтей на пальцах ног при реалистичной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также с расчетными скоростями ветра компонентов и обшивки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в Таблице 5 Моррисона и Коппа, которые не учитывают распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетные скорости ветра по Моррисону и Коппу (2011) увеличиваются.

Применяемая скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра разрушения, оцененная по результатам анализа хрупкости, проведенного Коппом и др. (2016) и Гаванский и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в откидной крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км / ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра.Важно напомнить, что настоящее двухмерное исследование сосредоточено на относительной уязвимости в пределах каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками ASCE 7-05 Моррисона и Коппа подтверждает точность методологии.

Расчет емкости

Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальной потребностью в анализе D / C. Фермы в Henderson et al.(Henderson et al., 2013) вальмовая крыша использовала пиломатериалы SPF №2, соединенные между собой анкерными плитами MiTek MII-20. Паспорта прочности плит, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются при расчетах грузоподъемности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по дизайну древесины (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.В данном исследовании для расчетов пропускной способности соединений используются проектные спецификации Канадского института решетчатых пластин (2014 г.) для ферм MPC, в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) по моменту подключения мощности.

Расчеты совместных нагрузок включают определение пропускной способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт опорных пластин, 2007; Канадский институт опорных пластин, 2014). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и уравнений из Справочника по дизайну древесины Канады (Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты опорной способности включают в себя сопротивление выдергиванию гвоздя и поперечное сопротивление.

Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе постоянного тока. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает факторы сопротивления, но обсуждение и результаты их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности исключен в текущем анализе. Примеры расчетов мощности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной мощности предоставлены Стивенсоном (2017). Для справки, на Рисунке 7 показаны соединения и элементы фермы, помеченные в соответствии с условными обозначениями, используемыми в анализе, а на Рисунке 9 показано, что это для смоделированного домкрата.

Результаты спроса и мощности

Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности приведены Стивенсоном (2017).В данной статье предельные отношения D / C для каждого элемента моделей фермы и стропила показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D / C ближе всего к 1 — выделены жирным шрифтом. Соединения со значениями D / C «N / A» либо развивают сжатие в результатах модели, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не соединение. Результаты из таблицы 3 также схематично показаны на рисунке 10. Как видно, отношения D / C для элементов и соединений сильно различаются по всей ферме.

Таблица 3 . Соотношения нагрузки и мощности (D / C) и определяющие режимы отказа для смоделированной фермы при подъеме на 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

Таблица 4 . Соотношения между стержнями и совместными нагрузками (D / C) для смоделированной секции рукояти-рамы при подъеме на 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Рисунок 10 . Схема расположения неисправностей в ферме, основанная на результатах анализа потребности в мощности (D / C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям в текущих результатах. Ожидается, что RTWC с зазубринами почти всегда выйдут из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод не верен в случае, когда ураганные ремни используются в RTWC. В этом случае отношение D / C ремня RTWC урагана составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D / C в верхнем поясе. Применение даже самых простых ремней для защиты от ураганов может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

Результаты показывают, что при том же ветровом подъеме, что и ферма, стропила домкрата также наиболее уязвима при RTWC с опорой на пальцы. Анализ стержневой рамы не включает подъемную способность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что установка перемычек на RTWC приведет к отказу на стыке 1, так как это место имеет относительно высокое отношение D / C. Следующее самое слабое соединение в стыке 2 состоит из семи гвоздей, соединяющих стропило с балкой потолка. Его емкость намного выше — около 5000 Н.

Результаты стержневого каркаса аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях изменчивость поведения крыши и параметров соединения делает возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки при строительстве, ухудшение характеристик элементов и устаревшие стандарты проектирования, по которым строились старые дома с каркасным домом.

Ограничения

Настоящий статистический анализ и анализ D / C успешно доказывают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предполагают некоторые условия, которые могут повлиять на режим, при котором может выйти из строя шатровая крыша с деревянным каркасом.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы понять проблему отказов каркаса в деталях, необходимо разработать трехмерные модели, которые учитывают распределение нагрузки и эффекты обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, помогающей в моделировании соединений металлических пластин и структур стержневой рамы, создание подробных трехмерных моделей в текущем исследовании было сочтено неэкономичным.

Дополнительная работа должна также оценить возможные вариации, существующие в компонентах спроса и мощности текущих результатов.На уровне элементов существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурациями соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных изделиях, предоставляемых разными производителями. В более широком масштабе методы проектирования различаются по регионам, компаниям и даже отдельным инженерам, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо признания их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

Неисправности каркаса крыши, представленные в этой статье, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимостям каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой; тем не менее, прогрессирование разрушения больших секций крыши точно не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный вид отказа, связанный с корпусом ручки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой из стержней.

На Рисунке 11, похоже, произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших секций крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что балки потолка и потолок под ними целы.Сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная обшивка. Судя по результатам анализа D / C для каркаса с рамой, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропильной балкой и потолочной балкой. RTWC и соединение вдоль конька крыши кажутся гораздо более уязвимыми при анализе по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные на фотографиях отказы могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропильной балкой и балкой на верхней плите стены или возникли в результате разрушения верхнего стропильного соединения.Кроме того, системные эффекты могли привести к постепенному, каскадному разрушению соседних стыков, что привело к удалению всех поверхностей крыши после инициирования в одной точке.

Рисунок 11 . Примеры частичного обрыва каркаса, вальмовой крыши с неповрежденными балками перекрытия. (A) Полное снятие внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких сторон крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Как уже упоминалось, анализ D / C для случая стержневой рамы не предсказал, что соединение стропил со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с балкой потолка.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего соотношение D / C составляет 0,2. При более внимательном рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты соединения; однако похоже, что гвоздей было не больше нескольких. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы по тем же правилам, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.

Отказ, показанный на рисунке 11, и многие другие подобные отказы интересны тем, что они объективно классифицируются в пределах DOD-6 для крыш жилых домов; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для структур с рамой из стержней.

Заключение

Наблюдения за повреждениями и статистические оценки, представленные здесь, расширяют текущее понимание отказов крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный вид отказов, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистические данные о наблюдаемых повреждениях в типовых районах из Мур, Оклахома и Джоплина, штат Мичиган, показали, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные режимы отказа RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как дома с шатровой крышей обычно считаются более устойчивыми к ветру, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными повреждениями каркаса показывают, что шатровые крыши могут быть более уязвимыми, чем предполагалось ранее.

Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего исследования поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши.И фермы, и каркасные конструкции оцениваются для проведения сравнительного исследования двух методов строительства. Результаты двумерного анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящего внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования «нагрузка-огибающая» и анализ D / C показали способность определять уязвимые места в секциях крыши с фермами и рамой при ветровом подъеме.Наблюдательные и численные исследования дали следующие основные результаты:

• В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1 – EF3 имели частичные разрушения конструкции крыши.

• Тип конструкции может иметь важные последствия для типа разрушения крыши, которому подвергнется дом. В микрорайонах, где 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного разрушения каркаса крыши, дома оказались более новой конструкции с решетчатым каркасом, с большими следами и крутыми крышами.Другой регион, который показал 33% частичных отказов, — это дома, которые выглядели более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны со ударами обломков.

• Следует отметить, что на наблюдаемых крутых крышах многие из наблюдаемых отказов произошли асимметрично, то есть одна из больших поверхностей крыши разрушилась, а противоположная осталась нетронутой. В отличие от смоделированной крыши, которая в настоящем анализе подвергается воздействию равномерного подъемного давления, крыши с более крутыми уклонами, вероятно, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренной и подветренной сторонах.Влияние изменения уклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет изучено дополнительно, в дополнение к изменениям прочности и жесткости материала на более поздних этапах этого исследования.

• Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки рам каркасных крыш. Эти отказы предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с решетчатым каркасом, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к балкам перекрытия и стенам под ними.Потеря внешней оболочки кровли из-за этого режима разрушения при осмотре классифицируется как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые требуются для отказа RTWC, как показывает текущий анализ D / C. Этот режим отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

• При использовании RTWC с опорой на пальцы, фермы MPC при равномерном подъеме, скорее всего, выйдут из строя через RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и потолка.Когда поставляются ураганные ремни, начало разрушения может перейти на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы разрушения в ферменной конструкции связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, соединения верхнего пояса (Соединение 3) и горизонтальный элемент верхнего пояса (TC2) в моделируемой ферме оказались относительно уязвимыми, с отношениями D / C 0,70 и 0,66, соответственно, в то время как соотношение D / C RTWC на ​​пальцах ног был равен 1. Требуемый момент в элементах верхнего пояса увеличивается из-за растягивающих осевых сил, наведенных на эти элементы из-за типичного поведения фермы.

• Случай анализа рамок также показал, что RTWC с ограниченными возможностями являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Отношение D / C RTWC стержневой рамы составляет 1,129 при той же приложенной высоте, что и ферма. Тем не менее, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучение фотографий, сделанных при обследовании повреждений, показало, что вышедшие из строя крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось по проекту.

• Сравнение двухмерных анализов для случаев стропильных ферм и рам с прямоугольным каркасом позволяет предположить, что крыши с прямоугольным каркасом содержат более уязвимые элементы.При эквивалентном ветровом подъеме D / C RTWC фермы составляет 0,98, в то время как RTWC стропил домкрата с рукоятью составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.

Авторские взносы

СС — доктор философских наук. студент под совместным руководством Г.К. и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной над магистерской диссертацией СС. Гипотеза и подход к работе были разработаны авторами совместно.SS выполнил весь анализ, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для подачи под непосредственным контролем GK и AA. Г.К. и А.А. рекомендовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Выражаем признательность за постоянную поддержку со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Поля Ковача (ICLR). Авторы также признательны доктору Д. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за оказание финансовой поддержки полевым исследованиям, приведшим к нанесению ущерба. данные опроса.Вышеупомянутые исследования ущерба были поддержаны исследовательским грантом NSF 1150975 и программой грантов NSF RAPID.

Список литературы

Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. У. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для деревянных каркасных конструкций жилых домов с использованием подхода хрупкости. J. Struct. Англ. 140. doi: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000914

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канадская ипотечная и жилищная корпорация.(2014). Канадское деревянное каркасное домостроение , 3-е изд. Канада: Правительство Канады.

Google Scholar

Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам. (2010). Национальный строительный кодекс Канады , 13-е изд. Оттава: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов. (2010). Руководство по деревянному дизайну: Полный справочник по деревянному дизайну в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по древесине.

Google Scholar

Гаванский Э., Копп Г. А. (2017). Оценка уязвимости повреждений примыкания кровли к стене каркасных домов при сильном ветре. J. Risk Uncertainty Eng. Syst. 3. DOI: 10.1061 / AJRUA6.0000916

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Graettinger, A.J., Ramseyer, C.C., Freyne, S., Prevatt, D.O., Myers, L., Dao, T., et al. (2014). Оценка ущерба от торнадо после торнадо Мура 20 мая 2013 г. .Таскалуса, штат Алабама: Университет Алабамы.

Google Scholar

Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. И Копп Г. А. (2013). Реакция креплений с гвоздями, крыша к стене, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Институт исследований в строительстве. (2009). Оценочный лист CCMC 11996-L: MT-20 и MII-20 .Оттава, Онтарио: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Копп Г. А., Хонг Э., Гавански Э., Стедман Д. и Силлс Д. М. (2016). Оценка скорости ветра на основе наблюдений за ущербом от торнадо в Ангусе (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. J. Civil Eng. 44, 37–47. DOI: 10.1139 / cjce-2016-0232

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копп Г. А., Моррисон М. Дж. И Хендерсон Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов при реалистичных ветровых нагрузках. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 104–106, 25–39. DOI: 10.1016 / j.jweia.2012.01.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Льюис, С. Л., Мейсон, Н. Р., Крамер, С. М., Верт, Д. К., О’Реган, П. Дж., Петров, Г. и др. (2006). «Расчет металлических пластин, соединенных стыками деревянных ферм на момент», в 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, штат Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

Google Scholar

Мичем, Д.(1992). Повышенная эффективность вальмовых крыш при сильном ветре — пример из практики. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 43, 1717–1726. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (92)

-V

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровых нагрузок на вальмовые и двускатные крыши. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 38, 257–272. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (91)

-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мехта, К.С. (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. J. Disaster Res. 8, 1034–1041. DOI: 10.20965 / jdr.2013.p1034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моррисон, М. Дж., И Копп, Г. А. (2011). Выполнение соединений «палец-гвоздь» при реалистичной ветровой нагрузке. Eng. Struct. 33, 69–76. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.09.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Prevatt, D.O., Coulbourne, W., Graettinger, A.J., Pei, S., Гупта, Р., и Грау, Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Обследование структурных повреждений и аргументы в пользу устойчивых к торнадо строительных норм . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Prevatt, D.O., van de Lindt, J. W., Graettinger, A.J., Coulbourne, W., Gupta, R., Pei, S., et al. (2011). Исследование повреждений и будущее направление структурного проектирования после торнадо Таскалуса 2011 года . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

Google Scholar

Ramseyer, C., Floyd, R., Holliday, L., and Roswurm, S. (2014). «Влияние систем крепления боковой нагрузки на повреждение и живучесть жилых конструкций, пострадавших от торнадо в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 года», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Boston, MA: ASCE), 1484–1507.

Google Scholar

Симмонс, К. М., Ковач, П., и Копп, Г. А. (2015). Снижение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат улучшенных строительных норм и правил в Оклахоме. Клим. Soc. 7, 169–178. DOI: 10.1175 / WCAS-D-14-00032.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спаркс, П. Р., Шифф, С. Д., и Рейнхольд, Т. А. (1994). Повреждение ограждающих конструкций домов ветром и последующие страховые убытки. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 5, 145–155. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (94)

-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стандохар-Альфано, К. Д., и ван де Линдт, Дж. У. (2016). Анализ риска торнадо для повреждения деревянных каркасных крыш жилых домов в Соединенных Штатах. J. Struct. Англ. 142. doi: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0001353

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон, С. А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных крыш жилых домов при ветровой нагрузке . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.

Google Scholar

Инженерно-строительный институт. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Институт анкерных плит. (2007). Национальный стандарт проектирования деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами . Александрия, Вирджиния: Американский национальный институт стандартов (ANSI).

Google Scholar

Канадский институт анкерных плит. (2014). Процедуры проектирования и спецификации ферм для деревянных ферм, соединенных с легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, ON: TPIC.

Google Scholar

ван де Линдт, Дж. У., Пей, С., Дао Т., Греттингер А., Преватт Д. О., Гупта Р. и др. (2013). Философия дизайна торнадо, основанная на двойной цели. J. Struct. Англ. 139, 251–263. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000622

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Центр ветроэнергетики и инженерии. (2006). Рекомендация по усовершенствованной шкале Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

Google Scholar

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *