Как рассчитать 4 скатную крышу. Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы. Примерный вес кровельного материала

У четырехскатных крыш масса увесистых преимуществ. В их числе фигурируют эстетические качества и существенное снижение ветровой нагрузки. За счет отказа от фронтонных стенок сокращается итоговая стоимость сооружения. Однако в технологическом отношении вальмовые конструкции относятся к одному из наиболее сложных вариантов, нуждающихся в тщательном подборе пропорций и обязательном проектировании.

В обязательном порядке необходимо сделать расчет четырехскатной крыши, требующийся для безупречного результата строительства. Как это правильно сделать мы и будем разбирать в данной статье.

Типичные представители класса четырехскатных крыш – вальмовые и шатровые разновидности с соответствующим количеством скатных плоскостей. Основным признаком является отсутствие торцовых стенок, благодаря чему создается своеобразная «обтекаемая» форма.

Подобная конфигурация весьма популярна в регионах, характеризующихся высокой ветровой нагрузкой, активно востребована в областях с редкой растительностью и в горных районах.

Эффектные очертания вальмовых крыш послужили основанием для ощутимого расширения сферы использования. Означенные схемы применяют не только ради снижения действия порывистых ветров, но и из чисто архитектурно-дизайнерских соображений.

К тому же крыши с четырьмя скатами способствуют отводу дождевой воды, а при грамотном подборе крутизны еще и препятствуют накоплению снежных залежей.

Элементы крыши с четырьмя скатами

Из-за наклонного положения торцевых плоскостей, форма скатов этого вида конструкций далека от прямоугольника. По геометрическим показателям в вальмовых крышах их делят на две симметричные пары равнобедренных треугольников и трапеций. Треугольники, называемые вальмами, как раз и легли в основу технического термина. У шатровых крыш с квадратом в основании есть только вальмы.

Разберем устройство основного вальмового варианта как наиболее яркого представителя класса четырехскатных крыш. Если рассматривать их центральную часть без наклонных торцевых участков, то сложно не заметить сходства со стандартной двускатной крышей.

Сооружают центральную часть по аналогии с двухскатными конструкциями, применяя . Приоритеты у наслонного типа, согласно которому стропилины опираются на расположенную в вершине крыши прогонную балку. Она определяет коньковый излом или иначе ребро. Сам прогон устанавливается на прогонную раму, состоящую из стоек и уложенного горизонтально лежня. Жесткость рамы обеспечивает несколько ветровых связей.

Прогонную раму вальмовой крыши необходимо опереть на надежное основание. Оптимальную базу представляет несущая стена, расположенная в центре обустраиваемой коробки. Вместо одного центрального прогона в многопролетных вальмовых стропильных системах может быть два параллельных аналога, опирающиеся на две несущие стены.

В случае отсутствия несущих стен, пригодных для установки на них прогонной рамы, основанием для устройства вальмовой обязано стать мощное перекрытие. Оно должно выдерживать давление стропильной системы вместе с компонентами кровельного пирога и со всеми разновидностями атмосферных нагрузок.

При использовании в качестве перекрытия бетонных плит можно сооружать крышу любой степени сложности. Бетонное основание без проблем выдержит установку многочисленных конструктивных деталей, вес материала, мощные снеговые залежи в разжелобках. Особо рассчитывать детали четырехскатной крыши дома с подобным верхним перекрытием нет необходимости, если оно было проверено на сосредоточенное воздействие.

При устройстве балочного деревянного перекрытия прогонную раму устанавливают на толстый брус 100×200 мм или 150×200 мм, из которого его и сооружают. Из аналогичного материала выполняют сам прогон и лежень, если он используется в строительстве крыши. Подставки под стойки прогонной рамы укладывают в крест балкам перекрытия. Их, ветровые связи и подкосы стоек выполняют из бруса 100×150 мм.

Все сложность устройства четырехскатной конструкции заключается в устройстве опоры для вальм и сопряженных с ними зон основных скатов. Для этого углы коробки соединяют с коньковым прогоном диагональными стропилинами, именуемыми иначе накосными стропильными ногами.

Плоскость скатов в зоне расположения вальм формируют нарожники – укороченные стропильные ноги, устанавливаемые с шагом, равным шагу установки рядовых наслонных стропилин. Диагонали в некотором роде выполняют функцию конькового прогона, т.к. опирание коротких стропильных ног производится именно на них. Потому их чаще всего выполняют из сдвоенной доски, используемой для устройства стропильной системы.

Сшивание двух досок для устройства диагональных стропил позволяет решить несколько значимых задач одновременно:

Увеличивает несущую способность, благодаря чему насосная нога без повреждений и смещений относительно элементов системы держит вес кровельного пирога, осадков и обслуживающего работника при необходимости проведения ремонта.
Позволяет сформировать условно неразрезанную балку длиной, необходимой для перекрытия пролета от края конькового прогона до угла. Стандартной длины доски, применяемой в строительстве стропильной системы обычно для этого недостаточно. Сплачивание со смешением края доски позволяет увеличить длину и толщину.
Предоставляет возможность применять в строительстве системы доски одной высоты, что исключает необходимость в подгонке и дополнительных расчетах.

Проще говоря, с материалом одного размера существенно проще работать, где надо банально спаривая его, и применяя без сдваивания там, где не надо.

Когда накосной стропилине приходится перекрывать большой пролет, для обеспечения ее жесткости устанавливают дополнительные опоры. Их выполняют в виде стоек из бруса или спаренной доски, подкоса или шпренгельной фермы.

Дополнительные опоры используются в следующем порядке:

Если длина диагональной стропилины не превышает 7,5 м, жесткость конструкции обеспечивается одним подкосом. Низ его упирают в лежень, верх в стропильную ногу. Элемент располагают ближе к коньковому прогону, устанавливают под углом 45–53° по отношению к горизонту.
Если длина накосной стропильной ноги до 9 м, кроме подкоса используется еще одна опора. Это стойка или шпренгельная ферма, установленная на расстоянии в четверть пролета от угла коробки.
Если длина диагонального элемента больше 9 м, кроме перечисленных опор вводится еще одна стойка по центру пролета. На ж/б перекрытие ее устанавливают через гидроизоляцию прямо на основание. На деревянном перекрытии под нее устраивают горизонтальную балку-подставку.

Сращивание двух досок накосной стропилины выполняется так, чтобы места состыковки не приходились на опору. Отступить следует на расстояние равное 0,15×L, где L – это полная длина перекрываемого диагональю пролета.

Учитывая такое количество конструктивных нюансов, перед строительством вальмовой крыши необходимо все досконально спроектировать и рассчитать. В процессе создания проекта он, естественно, будет корректироваться и изменяться, чтобы в конечном итоге элементы системы смогли взаимосвязано работать.

Чердак как конструктивная составляющая

Все элементы четырехскатной кровельной конструкции могут быть объединены в цельную систему, т.е. не иметь чердака. Указанные виды крыш называют совмещенными. Их сооружают над мансардами или над хозяйственными постройками, в которых нет смысла отделять кровельную конструкцию от помещения верхним перекрытием. Если же они разделяются чердаком, крыши называются чердачными. Это наиболее распространенный в жилищном строительстве вариант.

Чердачное пространство четырехскатных конструкций редко обустраивают с целью эксплуатации. Дело в том, что скошенное положение всех скатных плоскостей существенно ограничивает полезную площадь. Помещение с просветом, достаточным для распрямления в полный рост, получается слишком маленьким, что особенно заметно, если загородное имение не отличается внушительными габаритами.

Если нет предпосылок для обустройства чердака, утепление проводят по верхнему перекрытию. Если все же планируется использование пространства, то теплоизоляцию закладывают между стропилинами. Ввиду перечисленных причин необходимо на стадии разработки собственного проекта определиться с назначением чердака, т.к. это решение повлияет на последующие расчеты.

Шаг установки стропильных ног

Шаг между стропилинами – обычно величина относительная, ее можно слегка увеличить или уменьшить в пределах, указанных производителем кровельного покрытия. Например, под стопила можно устанавливать через равные расстояния, значения которых находятся в интервале 0,6 – 0,9 м.

Разброс заметный, но практически не влияющий на несущую способность стропильной системы. Потому что при увеличении шага некоторое ослабление конструкции нивелирует обрешетка, для устройства которой берут брусок большего размера. Таким же образом поступают, если укладывать предстоит профнастил. А вот под битумную черепицу шагу позволено достигать значений в 1,0 – 1,2 м, потому что кровля укладывается на сплошную обрешетку из листовой фанеры.

Традиционный алгоритм выбора шага для конструкций без утеплителя заключается в разбивке стены на равные отрезки. При сооружении утепленной крыши ориентируются на ширину плит теплоизоляции, чтобы они смогли полностью заполнить пространство между стропилинами без прирезанных кусков.

Подбор угла наклона скатов

Определение верного наклона скатных плоскостей избавит от проблем в эксплуатации и многократно увеличит сроки службы кровельной системы. Указанный угол задает высоту конька и геометрические пропорции конструкции. Потому перед тем, как начать рассчитывать размеры стропилин для четырехскатной крыши, следует досконально разобраться с этим параметром.

Вальмовая конструкция может быть практически плоской, пологой и довольно крутой. В выборе угла наклона скатов есть огромное количество факторов, требующих безоговорочного учета, это:

Вес кровельного покрытия. Чем больше удельная масса материала, распределенного на один метр крыши в проекции на основание, тем круче должна быть конструкция. Таким способом снижается общая нагрузка на стропильную систему.
Размер элементов покрытия. Чем меньше детали штучной кровли, к примеру, керамической черепицы, тем больше вероятность просачивания воды через ее многочисленные соединения. Чем меньше стыков между крупногабаритными листами, тем более низким разрешено быть углу ската.
Регион строительства. В областях с обильным выпадением снега зимой скаты крыш принято располагать под углом от 45º, что полностью исключает задержку осадков на поверхности кровли. В местностях с внушительной ветровой нагрузкой оптимальная крутизна крыш 4 – 7º.
Высота дымоходной трубы. Учитывается для твердотопливных печей и каминов. Общая высота дымового канала должна быть не менее пяти метров с учетом отрезка за пределами кровли. Для небольшого одноэтажного домика с пологой крышей подобный вариант не подойдет, придется выбрать другой дымоход и тип отопительного агрегата.
Противопожарные требования. Необходимо соблюдать для чердачных конструкций. Размер чердака обязан обеспечивать сквозной проход по верхнему перекрытию высотой не менее 1,6 м. Минимальная ширина прохода 1,2 м.

Для небольших чердачных отсеков длиной до 2 м размеры прохода в обоих направлениях допускается уменьшить на 0,4 и 0,3 м соответственно.

Все вышеописанные обстоятельства необходимо учитывать при проектировании крыши. Без грамотного проекта нельзя приступать к расчетам. Не стоит пугаться многократных переделок и подгонок под реальный материал и специфику коробки дома. Корректировки неизбежны, но провести их лучше на бумаге или мониторе, чем исправлять на объекте.

Кроме того, на стадии проектирования нужно выбрать способ формирования карнизных свесов. Их можно обеспечить установкой стропильных ног с выпуском за мауэрлат и стену. Второй вариант – полное опирание спиленной в горизонт нижней пятки стропильной ноги на мауэрлат без выпуска за стену.

Алгоритм расчета нагрузки

Расчет несущей способности элементов конструкции производится по суммарной нагрузке в зимний период, т.к. именно в это время крыша нагружена больше всего. На стропильную систему давят снежные залежи, ветра, вес кровельного пирога и внутренней обшивки. При намокании масса утеплителя, к примеру, увеличивается, потому в расчетах принято применять коэффициент запаса.

Для расчета сечения стропильных ног общее давление снега, кровельного пирога и ветра складываются банальным способом, а результат перемножается на коэффициент запаса прочности 1,1. Полученное значение выражается в кг/м 2 , т.к. распределяется на условный квадратный метр площади.

Отметим, что для точных расчетов полученный результат необходимо перевести в линейную величину, которая должна выражаться в кг/м. Ведь стропила устанавливаются не сплошняком, а с заданным шагом, а суммарная нагрузка действует на крышу в целом. А нам нужно определить давление, действующее вдоль оси продольного элемента системы.

Для перевода в требующиеся нам единицы суммарную нагрузку следует помножить на шаг установки стропилин. Если итог не устроит, расстояние между стропилинами можно несколько расширить или сократить. Корректировкой площади сбора нагрузки производится уменьшение или увеличение ее значения.

Как найти нагрузку от снега и ветра

По правилам вычисление несущей способности элементов стропильной системы проводят по двум предельным состояниям:

На разрушение. Имеется в виду такое состояние стропильной системы, когда полностью исчерпан лимит прочности, выносливости, устойчивости. По-другому ее именуют расчетной нагрузкой, обозначающей максимально возможный предел, превышение которого приводит к полному разрушению конструкции.
На прогиб. Это состояние характеризуется развитием деформаций, в результате которых нарушаются соединения и раскрываются узлы. Называется нормативной нагрузкой, итогом превышения которой бывают внушительные прогибы. Конструкция в результате не разрушена, но без ремонта ее эксплуатация не представляется возможной.

В строительных организациях расчеты несущей способности проводятся для обоих состояний, чтобы исключить вероятность прогиба или разрушения проектируемой крыши. Чтобы облегчить себе задачу можно пойти простейшим путем и узнать у них требующиеся значения.

Частнику, намеревающемуся один раз спроектировать, рассчитать и построить крышу, не обязательно вникать во все премудрости и формулы. Достаточно уяснить, что для определения предельного состояния на разрушение понадобится нагрузка от массы снега.

Обозначим ее Q расч.сн. – это расчетное значение. Это и есть расчетное значение, для поиска которого при отсутствии других источников следует обратиться к карте районирования территории РФ, составленной по среднестатистической снеговой нагрузке.

Простейший путь получения нормативной нагрузки, которую мы обозначим Q норм.сн. состоит в умножении расчетного значения на коэффициент 0,7.

Т.е. действуем по следующей схеме:

Нашли свой населенный пункт на карте и выяснили, к какой зоне он относится.
Определили по таблице среднестатистическую величину расчетного значения нагрузки от осадков согласно типу региона.
Помножили расчетное значение на 0,7 для вычисления предельного состояния на прогиб.

Скатную крышу можно смело сравнить с холмом или скалой, возвышающейся над остальными точками рельефа. Понятно, что в зависимости от крутизны и направления ветра на подобной возвышенности снежные залежи буду распределяться неравномерно.

Потому для сложных в архитектурном отношении конструкций, имеющих несколько вальмовых ребер и ендов, применяется поправочный коэффициент µ.

В указанных ситуациях на оба предельных значения зачастую влияет угол наклона скатов и направление преобладающих ветров. Если в районе строительства наблюдается повышенная ветровая активность и изобилие осадков, то в расчеты коэффициент следует включить.

Ветровая нагрузка определяется схожим способом. Для ее вычисления необходимо воспользоваться соответствующей картой районирования с делением РФ на области с равными показателями давления ветра. Но на карте мы найдем не расчетную ветровую нагрузку W р, а значение, которое следует умножить на k (z) – коэффициент зависимости силы ветра от высоты z и c – табличный аэродинамический коэффициент.

Нормативное значение ветра находим по уже знакомой схеме умножением на 0,7.

Определение веса кровли

Общий вес кровли складывается из веса кровельного покрытия, приблизительное значение которого можно взять из приведенной выше таблицы, веса обрешетки и утеплителя, если он применяется в обустройстве крыши.

Массу обрешетки надо будет рассчитать, исходя из ее вида, способа установки и веса материала. К примеру, вес кубометра бруска составляет 500 кг/м 3 . Если разреженную обрешетку под металлочерепицу устраивают путем установки решетин 30×50 мм через каждые 0,3 м, то на квадратный метр крыши придется.

Разберем пример. На один квадрат крыши придется 3 элемента разреженной обрешетки, каждый из которых вычисляется так: 1м длинны × 0,03 м высоты × 0,05 м ширины × 500 кг/м з. В итоге получится вес решетины 0,75 кг, вес обрешетки 2,25 кг.

А при сооружении нужно будет просто удельный вес материала, у ОСП или фанерной плиты это 650 кг/м 3 , помножить на ее толщину. Удельный вес теплоизоляции обычно указывается производителем, его приходящуюся на метр площади массу найти проще всего.

Полученные значения веса кровли, теплоизоляции и обрешетки суммируются, переводятся в линейное значение, результат которого следует сверить с требованиями СНиП 2.01.07-85. Для ориентира значение расчетной нагрузки обычно не превышает 450 кг/м 2 , нормативной 315 кг/м 2 .

Принцип проектирования и расчетов перед сооружением крыши с четырьмя скатами:

Нюансы конструирования четырехскатных крыш:

Знакомство с программными средствами, облегчающими расчеты:

Вместо заключения. Многолетний опыт устройства вальмовых крыш в наших средних широтах показал, что для изготовления стропил под металлическую кровлю или битумную черепицу отлично подходит доска 50×100 или 50×150 мм. Для утепленной конструкции рекомендовано предпочесть второй вариант, чтобы не было необходимости наращивать дополнительную контробрешетку и тем самым незапланированно утяжелять крышу.

Для опор, прогона и лежня прогонной рамы потребуется материал 100×150 мм, для устройства подкосов, ветровых связей, ветровой доски по периметру достаточно доски 25×100 или 25×150 мм. Диагональные ноги сшиваются из двух досок.

Строительство вальмовой конструкции крыши с четырьмя скатами считается одним из наиболее сложных вариантов возведения и обустройства из-за наличия в каркасе многочисленных достаточно непростых узлов сопряжения. До того момента, как начнется строительство стропильной системы, необходимо сделать общий расчет с чертежом, и только после этого станет ясной ситуация, насколько массивной и тяжелой получится конструкция стропил.

Из чего состоит расчет четырехскатной крыши

В любой конструкции четырехскатной кровли, от самой простой, шатровой, до сложной вальмовой крыши ломаного типа, расчет выполняется по одной и той же схеме:

Выполняется эскизное проектирование вальмовой крыши своими руками согласно замыслу постройки и проектному заданию;
Разрабатывается основной чертеж вальмовой крыши;
Выполняется расчет вальмовой крыши, наиболее нагруженных частей каркаса четырехскатной вальмовой кровли;
Уточняют размеры основных деталей стропильной системы, выполняют деталировочные чертежи отдельных узлов.

К сведению! Только после выполнения расчетов и деталировки можно составлять смету и считать стоимость постройки красивой четырехскатной вальмовой крыши.

В данном случае приведена методика ручного расчета деревянного каркаса и стропильной системы кровли. Способ и основные этапы расчета не представляют особой сложности, выполнить проектирование и разобраться в расчетах вполне по силам даже школьникам. Если человек владеет методикой расчета, то у него есть четкое понимание того, как работает стропильная, коньковая и опорная балка, где находятся наиболее слабые звенья четырехскатной крыши.

Для определения размеров можно воспользоваться любой онлайновой программой или системой автоматизированного проектирования, но иногда оценку прочности и устойчивости приходится делать, что называется, «на ходу».

Устройство вальмовой крыши

Конструктивно классическая четырехскатная вальмовая крыша состоит из двух основных скатов и двух боковых вальм. Для расчета длин и сечений бруса необходимо составить максимально точный эскиз, или лучше — . Используя схемы с различным исполнением углов наклона и высоты крыши, можно прорисовать и просчитать различные варианты компоновки кровли, и главное - определить геометрические размеры наиболее нагруженных деталей каркаса.

Основными элементами конструкции четырехскатной крыши являются:

Рядовые стропильные балки, формирующие два основных ската. Стропила точно такие же по форме и исполнению, как в обычной двухскатной крыше. Скаты имеют форму равнобедренной трапеции;
Вальмовые угловые, называемые еще накосными или диагональными стропилами, располагаются в углах каркаса крыши и формируют так называемые вальмовые скаты в виде симметричных равнобедренных треугольников;
Нарожные стропила, из которых формируется плоскость вальмовых скатов;
Вертикальные стойки, на которые опираются коньковая балка и все четыре ската.

Кроме того, в конструкции применяется большое количество вспомогательных элементов, призванных увеличить жесткость всего четырехскатного каркаса. Это всевозможные подкосы, распорки, шпренгели, устанавливаемые в качестве опорных элементов стропил, фото.

Самые длинные стропила называются угловыми, наиболее короткие - нарожными.

Расчет параметров каркаса крыши

По условиям задачи необходимо будет, пользуясь чертежами, выполнить оценочный расчет наиболее нагруженных элементов стропильной системы - вертикальной опорной стойки и стропильной балки четырехскатной вальмовой крыши. Кроме того, нужно выполнить расчет их размеров и положение линий запила под опорные поверхности на мауэрлате и коньковом прогоне.

Обычно используются схемы с одинарным коньковым прогоном, как на чертеже, но если подкрышное пространство планируют использовать в качестве чердака или мансардного помещения, в этом случае четырехскатную крышу строят по двухпрогонной схеме. Такой вариант значительно дороже, но позволяет получить более устойчивую и жесткую вальмовую конструкцию в случае постройки кровли с большой поверхностью ската.

Оба варианта четырехскатной крыши используют наслонные стропила с фиксацией стропильных балок на мауэрлате и опорой на коньковом прогоне. Расчет обоих вальмовых крыш выполняется по одной и той же методике.

Для выполнения расчета нам потребуется:

Определить нагрузки, действующие на каркас вальмовой крыши;
Проверить на прочность и устойчивость вертикальную опорную стойку;
Рассчитать прогиб и прочность рядовой и диагональной стропильной балки.

Для выполнения расчета используется упрощенная схема четырехскатной вальмовой крыши, приведенная ниже.

Все элементы каркаса четырехскатной вальмовой крыши условно можно разделить на две группы — балки, в том числе и стойки. Первые работают в условиях прогиба или под действием изгибающего момента. Вторая группа силовых элементов относится к более простым случаям, они работают в условиях линейного сжатия или растяжения. В этом случае расчет несущей способности сжатой стойки определяют из условий статической устойчивости под сжимающей нагрузкой.

Методика расчета устойчивости и прочности вертикальных опор и подкосов

На первом этапе нужно определить прочность вертикальной стойки, исходя из известной величины вертикальной нагрузки. Силу давления на вертикальные стойки вычисляют, как сумму трех составляющих — массы крыши с кровельным покрытием и веса от максимального снегового покрова. Так как скаты расположены под углом, то итоговое вертикальное давление, воспринимаемое крышей, можно грубо принять, как половину веса деревянных конструкций четырехскатной конструкции и массы снега, посчитанной, исходя из площади кровельного покрытия, перемноженной на максимальный вес 1 м 2 снежного покрова кровли для данного региона.

Прочность вертикальной опоры определяют из следующего соотношения:

σ = Р/S ≤ M с , где М с - удельная прочность на сжатие конкретной породы древесины, Р — вертикальная нагрузка под действием веса четырехскатного каркаса и массы снега, в килограммах, S - суммарная площадь поперечного сечения всех вертикальных опор в данной конструкции. Полученная от деления величина не должна быть больше М с, справочного значения, которое можно взять из справочника или СНиПа №II-25-80 . Например, стойка из сухой сосны, сечением в 120 см 2 , выдерживает огромную вертикальную нагрузку почти в 16 тонн, поэтому расчет на прочность не имеет определяющего значения.

Почти всегда расчеты вертикальных стоек выполняют по запасу устойчивости или способности опоры воспринимать усилие без деформации и изгиба.

Для классификации гибкости опоры вводят понятие коэффициента гибкости λ , для куба он равен 0, для большинства реальных деревянных опор его значение может быть от 40 до 100 единиц.

Формула расчета устойчивости длинного деревянного стержня, который представляет собой опора четырехскатной крыши, выглядит так: σ = Р/ φS ≤ M с , где φ — коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно положениям СНиПа №II-25-80 по формуле:

Для значений λ меньше 70 единиц φ рассчитывают по формуле: φ = 1 - 0,8(λ/100) 2 ;
При значениях λ больше 70 единиц φ получают: φ=3000/ λ 2 .

Практическое значение φ колеблется в пределах от 0,3 до 0,7.

Проще всего использовать график, позволяющий по зависимости λ - φ и соотношений длины к диаметру опоры получить точное значение φ и выполнить проверочный расчет на устойчивость.

Прочность стропильной балки

Расчет несущих вертикальных опор, как правило, является проверочным, так как в действительности запас прочности и устойчивости стоек, изготовленных из стандартного бруса 100х150 мм, для большинства вальмовых крыш всегда больше, чем требуется в реальности. Намного важнее проверить прочность стропильной диагональной балки, которые нередко ломаются под весом снега из-за недостаточного запаса жесткости.

Для проверки прочности стропильной балки на нагрузку используется стандартная формула — (Р/φS) + (M z /W z) ≤ M y , где:

Р — суммарная нагрузка от веса конструкции вальмовой крыши, снегового покрова и вертикальной составляющей давления от потока ветра в кг;
S - размер поперечного сечения в см 2 ;
W z и M z - момент сопротивления и значение изгибающего момента стропильной балки соответственно;
M y - справочная величина сопротивления конкретной породы древесины балки изгибающему усилию.

К сведению! При угле наклона менее 27 о, величиной ветровой нагрузки на каркас вальмовой четырехскатной крыши можно пренебречь, но при этом возрастает составляющая от снега и дополнительного веса обрешетки.

Все расчеты на прочность выполняются из предположения, что древесина балки, используемой для стропил вальмовой крыши, не имеет дефектов и повреждений, что на практике не всегда соответствует действительности. Кроме того, доски из разных частей ствола дерева имеют разную прочность, поэтому стропила для четырехскатной вальмовой крыши выполняют составными, в виде пакета из сбитых двух-трех досок 50х150 мм. Расчеты такого стропила по стандартной схеме.

Расчет геометрии элементов вальмовой четырехскатной крыши

Конструкцию вальмовой четырехскатной крыши можно представить в виде пространственного набора прямоугольников и трапеций.

Исходными величинами являются размеры прямоугольника мауэрлата, по которым будет выполняться расчет всех элементов каркаса четырехскатной крыши.

Первоначально нужно рассчитать высоту вертикальных опорных стоек. Для этого используется величина, равная половине длины боковой стены, за вычетом ½ толщины стенки дома S . Зная угол наклона свеса А, легко определяем высоту вертикальной опоры конькового бруса по формуле: Н к =0,5(L bc - 0,5S)*tgА .

Приняв тот факт, что L oq =L do , можем определить:

Длину горизонтальной проекции угловой стропильной балки по формуле планиметрии L oc = 1.22*L do и, соответственно, размер самого диагонального стропило L ac, используя теорему Пифагора и катеты L oc и H k ;
Длину конькового прогона, как продольный размер коробки здания, за вычетом удвоенной длины L do , L ak =L cm -2L do .

Кроме собственно размеров каркаса, необходимо выполнить расчет мест запила рядовой и диагональной стропильных балок.

Для этого по нижней кромке доски рядового стропило откладывают полученный расчетом размер H ad , после откладывается ширина мауэрлата под углом наклона ската и выполняется клиновидный запил, как на рисунке.

Заключение

Для грамотного оперирования требуются определенные знания в строительной механике и сопромате, особенно в вопросах прочности и устойчивости конструкций. Тем не менее для простых схем, например, для беседки или сарая, проблемы прочности не столь критичны. Достаточно знать правила геометрического расчета четырехскатной крыши вальмового типа, а для наиболее важных опорных и стропильных элементов использовать брус с увеличенным запасом прочности.

Возведение загородного дома - это довольно ответственный строительный проект, требующий значительных капиталовложений. Наиболее сложным этапом в строительстве дома является возведение кровельной конструкции. К примеру, точный расчет четырехскатной конструкции крыши поможет существенно уменьшить затраты на ее обустройство. Поэтому нужно знать четкий порядок выполнения необходимых расчетов для крыши.

Типы четырехскатной кровли:

шатровая,
вальмовая,
полувальмовая,
щипцовая.

Легче произвести расчет крыши со скатами правильной формы без дополнительных сложных геометрических изломов.

Но сегодня при строительстве загородных домов пользуются большой популярностью вальмовые конструкции крыш с множеством скатов разной формы. То есть, крыша дома может одновременно иметь скаты трапециевидные, прямоугольные, треугольные и других геометрических форм.

Важно! Перед тем как самостоятельно рассчитывать площадь поверхности кровли для своего загородного дома, рекомендуется полистать учебник по геометрии.

В этой статье

Правила расчета четырехскатной крыши

Основные правила, которых стоит придерживаться при выполнении расчета четырехскатной кровельной конструкции:

Чертеж поверхности кровли нужно разбить на более простые геометрические фигуры и сделать для каждой индивидуальный рисунок с обозначением всех размеров. Чем проще геометрические фигуры, тем легче рассчитать четырехскатную крышу.
Для измерения длины конкретного ската крыши дома необходимо вычислить расстояние от конька кровельной конструкции до крайней линии карниза.
Рассчитывается каждый отдельный скат следующим способом - перемножаются площадь фигуры, косинус его угла наклона.
Если скат имеет форму неправильного прямоугольника, он разделяется визуально на простые геометрические фигуры, которые рассчитываются отдельно, а их значения складываются.

Расчет покрытия

Покупка строительных материалов для крыши требует серьезных финансовых затрат, при оптимизации которых можно существенно сэкономить. Поэтому, рассчитывая площадь четырехскатной кровельной конструкции для разных покрытий, рекомендовано учитывать следующие нюансы:

Для шиферного покрытия. Для вычисления площади крыши под кровельное покрытие из шифера необходимо знать точные габариты самого здания, ширину свеса. При наличии данных параметров намного легче рассчитать искомую величину по такой формуле - суммируется длина здания и ширины двух карнизных свесов, далее полученное значение умножается на сумму ширин здания и двух карнизных свесов; полученное новое значение умножается на косинус угла карнизных свесов. Также, покупая шифер, нужно учитывать нахлест, с которым отдельные листы шифера укладываются друг на друга. Примерно к рассчитанному количеству шиферных листов нужно добавлять еще пять процентов.
Для металлочерепицы . В данном случае для проведения расчетов понадобится длина карнизных свесов всего периметра дома, длина кровельного конька вдоль всей кровли, геометрические параметры здания, длина ендов, а также всех примыканий. При покупке листов профнастила дополнительно нужно учитывать то, что 15 процентов материала идет на прирезку.
Для мягких рулонных кровельных покрытий . Это самый распространенный материал для покрытия четырехскатных кровельных конструкций в частном домостроении. Расчет плоскости покрытия осуществляется так же, как для шифера, плюс дополнительно учитываются затраты на покрытие кровельного конька и ендов.

Важно! Некоторые типы покрытий крыши требуют монтажа дополнительной сплошной обрешетки. Соответственно, затраты на строительный проект увеличиваются. Подобным покрытием является мягкая черепица.

Применяя несложную технологию расчетов по выше представленным формулам, можно получить максимально точные данные по количеству необходимого стройматериала, например металлопрофиля, что поможет существенно сэкономить денежные средства при его закупке.

Заключение

Проектирование конструкции дома со всеми отдельными элементами - это достаточно сложная, кропотливая работа. На данном этапе главное - не ошибиться в расчетах, поэтому рекомендуется их по несколько раз перепроверять. Облегчить эту задачу поможет наглядный чертеж конструкции в уменьшенном масштабе.

Также расчет четырехскатной конструкции крыши можно произвести при помощи оналйн-калькулятора в интернете. Данный инструмент поможет рассчитать не только требуемое количество кровельного покрытия, но и пиломатериалы для изготовления стропильной системы и обрешетки.

Крыша любого дома считается одним из наиболее важных компонентов. Защищая здание, она создает комфорт внутри него, отлично дополняя собой архитектурную композицию. Перед каждым строителем стоит ответственная задача, как рассчитать высоту крыши правильно, с учетом всех моментов, влияющих на ее долговечность и внешний вид. Основными факторами, определяющими высоту конструкции кровли, являются :

угол наклона скатов;
количество скатов;
форма кровли;
применяемые материалы;
сила ветра;
среднегодовое количество осадков;
высота здания;
пожелания владельца дома.

Правильный расчет высоты кровли позволяет посчитать необходимое количество основных строительных материалов. Помимо этого следует сразу же учитывать необходимость утепления, установку снегозадержателей и других составляющих кровли. Одним из элементов, который потребует дополнительного расчета, является конек, от высоты которого зависит конфигурация стропильной системы.

Типы крыш и особенности их расчета

Крыши домов классифицируют следующим образом :

Порядок расчета для каждого типа может основательно отличаться, что следует учитывать для получения правильных результатов. Самым простым является расчет односкатной конструкции, но освоение методики подсчета параметров двухскатной крыши также не вызовет особых сложностей. Угол уклона двускатной кровли в условиях европейской части континента принимают в диапазоне 30-50°. При более остром угле на крыше будет скапливаться снег, а при более широком – значительно усилится ветровая нагрузка. Вычисление высоты конструкции проходит по формуле: ширина дома, деленная пополам, умножается на тангенс угла наклона скатов.

Наиболее высокой механической прочностью обладает четырехскатная крыша. Данный тип кровли подразделяют на шатровый и вальмовый. В случае с домом, идеально симметричной, квадратной формы, говорят про установку шатровой крыши. Она отличается эстетичным внешним видом, и отлично выдерживает ветровые нагрузки. Для вальмовых крыш характерна сложность постройки и возможность получения комфортной и удобной мансарды. Одним из недостатков вальмовой кровли является сложность конструкции и использование дорогостоящих строительных материалов. Расчет вальмовой и шатровой конструкции ведут по тем же формулам, что и двухскатной, но, дополнительно следует рассчитать длину стропил и конька. В основном это связано с более сложной конструкцией и ответственным подбором материалов.

Мансардной крышей именуют двухскатную кровлю с изломом на двух скатах, который придает всей конструкции «ломаный» вид. При помощи этого довольно простого приема значительно увеличивается полезная площадь мансарды (чердака). Расчет в данном случае также схож с расчетом двухскатной кровли, но с учетом подбора необходимой величины углов ската и конька. В данном случае наиболее оптимальным вариантом является применение правила «золотого сечения»: контур крыши необходимо вписать в окружность. Благодаря этому простому правилу, удается избежать главного недостатка мансардных конструкций – недостаточно эстетичного вида.

Правильный расчет кровли и конька по высоте гарантирует оптимальные затраты строительных и кровельных материалов, длительную и надежную эксплуатацию, эстетичный внешний вид дома. Для новичков в строительстве данные расчеты составляют большую проблему, поэтому лучше доверить это дело профессиональному проектировщику со стажем работы.

Как рассчитать правильно высоту конька крыши дома. Научитесь рассчитывать высоту крыши дома, зная основные размеры крыши

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши - один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

размеры дома;
планы на использование подкровельного пространства;
планируемая форма крыши и количество ее скатов;
угол наклона скатов;
нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:

где a - искомая величина, b - величина половины ширины дома, tg α - тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

Шатровая - все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли - длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты - важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

Расчет высоты крыши дома, вычисляем высоту конька крыши

Даны рекомендации по подготовке к проектированию кровли, приведены примеры расчета высоты конька для наиболее распространенных кровельных конструкций.

Расчет четырехскатной крыши: детальная работа с цифрами

Во время строительства дома возникают вопросы, как, например, расчет материала на крышу, которые напрямую связаны с его архитектурной формой – количеством скатов, наличием мансарды и т. д. При составлении проекта конструкции все его параметры должны быть тщательно выверены, чтобы обеспечить ей надежность и безопасность.

Четырехскатная крыша характеризуется двумя треугольными скатами (вальмами) с торцевых сторон. Ее классифицируют в основном как вальмовую, либо как шатровую. Вальмовая состоит из двух треугольников и двух трапеций (боковые скаты – равнобедренные треугольники, а фронтальные – правильные трапеции). Если ее скаты не достигают карниза в нижней точке, то ее называют полувальмовой. Коробка здания в этом случае имеет форму прямоугольника. Если же она представлена в виде квадрата, выполняют шатровую крышу, четыре треугольных ската которой сходятся в единой вершине.

Как рассчитать четырехскатную крышу: размеры основания, уклона

Зная линейные размеры основания и угол наклона ее скатов, можно выполнить расчет четырехскатной крыши. Как правило, его проводят по следующему принципу: скаты делят на несколько элементов, каждый из которых рассчитывается отдельно, после чего полученные результаты суммируют. Таким образом можно подсчитать общую площадь четырехскатной крыши.

Несущая конструкция четырехскатной крыши имеет сложный каркас. Входящие в нее центральные стропила создают лишнюю нагрузку. Помимо этого, стропила должны выдерживать нагрузку покрытия кровли, а также снеговую и ветровую. Поэтому требуется дополнительно рассчитать параметры четырехскатной конструкции, например, вес кровельных и отделочных материалов, климатические особенности региона.

Очевидно, что любая неточность в подсчетах может иметь серьезные последствия, поэтому их проводят с большой аккуратностью и с учетом всех возможных вариантов.

При этом должны быть учтены также следующие показатели:

результаты расчета шага стропил,
сечения стропил,
пролетов конструкции стропил,
результаты анализа несущей способности фундамента и опор.
тип стропил (висячие или наслонные).

Грамотный расчет четырехскатной крыши требует учета данных метеорологических служб местности проживания. Для точного определения необходимой высоты кровли и углов наклона всех четырех скатов, необходимы следующие данные: показатели

силы и скорости ветра в районе строящегося дома;
интенсивности осадков;
используемого кровельного материала.

Проектирование и расчеты: делаем проект с помощью чертежа

Прежде чем начать работы по обустройству крыши, ее необходимо спроектировать, рассчитать и выполнить чертеж будущей четырехскатной конструкции.

Уклон наклона скатов в зависимости от предназначения чердака, атмосферных нагрузок и типа материала для кровли колеблется в пределах 5º–60º.

В регионах с частыми сильными ветрами или с малым количеством осадков наклон скатов – небольшой, а в местностях со значительными снеговыми нагрузками и частыми дождями – существенно больше, 48–60º.

В свою очередь, на основе угла наклона выбирают материал для кровли:

5º–18º – рулонное покрытие,
14º–60º – кровельный металл, асбестоцементные листы;
30º–60º – черепичная.

Высота конька четырехскатной крыши при данном уклоне скатов рассчитывается по тригонометрическим формулам для прямоугольных треугольников.

Проект дома с четырехскатной крышей начинают с расчета стропил. Их сечение зависит от угла наклона скатов и суммарного значения ожидаемых общих нагрузок: веса конструкции стропил, кровельного пирога, снеговых и ветровых нагрузок. Минимальный запас прочности стропил должен составлять 1.4.

С помощью вычислений определяют также:

шаг стропил и их несущая способность,
какие использовать стропила – наслонные или висячие,
необходимость дополнительных элементов: раскосов, способствующих уменьшению нагрузки на стропила, или затяжек, предохраняющих конструкцию от расшатывания,
необходимость в наращивании длины стропил или сдваивании балки для их усиления и т. д.

При проектировании стропильную систему рассчитывают:

на прочность – стропила не должны сломаться;
на степень деформации при определенных параметрах, например, прогиб стропил для мансардных кровель не должен превышать 0, 4% их длины.

Особенности расчета нагрузки на стропильную систему

Стропильная система находится под воздействием постоянных и временных нагрузок.

К первым причисляют массу кровли, обрешетки и контробрешетки, прогонов и самих стропил, а ко вторым – ветровые, снеговые и полезные – это нагрузка от потолков, водогрейных баков, вентиляционных камер и прочего, подвешенных к фермам.

При наклоне скатов более 60° не учитывается снеговая нагрузка, а при наклоне менее 30° – не учитывается ветровая. Параметры этих нагрузок могут быть скорректированы за счет имеющихся поправочных коэффициентов, в которых учтены местные климатические условия. Общую массу кровли вычисляют, исходя из площади сооружения и используемых материалов.

Расчет вальмовой крыши: онлайн калькулятор

Подсчет материалов, необходимых для возведения крыши, осуществляют, взяв за основу правильный подсчет площади кровли.

Независимо от формы четырехскатной конструкции расчет этой площади сводится к вычислению площади простейших геометрических фигур – равнобедренного треугольника и трапеции. Например, в случае шатровой крыши все сводится к вычислению суммы площадей четырех одинаковых треугольников.

Для расчета крыш используют также специальные программы – онлайн калькуляторы. С их помощью определяют практически все необходимые для этого параметры:

объем материалов для кровли, тепло- и гидроизоляции,
количество обрешетки,
стропильную систему,
уклон ската и другое.

Рассчитывая количество материала, помимо площади скатов, учитывается также:

величина нахлестов;
отходы при раскрое;
величину свесов карниза и фронтонов.

Расчет четырехскатной крыши: параметры нагрузки, уклона, материала

Чтобы сделать расчет четырехскатной крыши необходимо учитывать ряд важных параметров: нагрузка на стропила, уклон, количество материала, фронтонные, карнизные

Расчет крыши дома: рассчитываем простые и сложные крыши

Одним из важнейших компонентов любого здания является его крыша.

Она не только защищает стену дома и его внутреннее пространство, но и выполняет важнейшую декоративную функцию.

Как бы ни были красивы стены дома, без красивой изящной кровли законченного внешнего вида не получится.

Именно от формы крыши зависит, насколько цельно и эстетично будет смотреться в целом ваше строение.

Поэтому прежде, чем приступить к монтажу крыши, очень важно сделать правильные вычисления, смоделировать параметры кровли и ее внешний вид.

И при этом следует учесть очень большое количество параметров.

На высоту крыши влияют несколько основных факторов:

форма кровли;
количество скатов;
углы наклона скатов;
материалы, которые планируется использовать для создания кровли;
сила ветров в конкретном регионе;
количество осадков;
высота построенного здания;
пожелания застройщика.

Типы кровель и особенности расчета

И для каждого типа предусмотрен свой порядок расчета.

Ведь конструкции крыш, при всей кажущейся одинаковости, существенно отличаются одна от другой.

Естественно, наиболее простым является расчет односкатной.

Хотя и расчет двускатной кровли сложным назвать нельзя.

При правильном расчете высоты крыши затраты кровельных и строительных материалов будут оптимальными, а конструкция – надежной.

Расчет высоты двускатной кровли

Высота крыши напрямую связано с углом наклона стропил.

Чем больше уклон наклона, тем выше будет крыша на вашем доме.

Также следует измерять длину и ширину здания и понять, какой будет угол наклона.

Угол может иметь значения от 11 до 30 градусов.

И зависит он, в первую очередь, от того, какой материал будет использован для устройства кровли на доме и климатических условий.

Чем больше в районе, где построен дом, выпадет снега в сезон, тем больше угол наклона.

Для этого существуют специальные таблицы.

Точно так же учитывают и ветровые нагрузки.

Теперь выполняем несложный геометрический расчет

Высота конька является катетом треугольника.

Второй катет – это ширина вашего дома, разделенной пополам.

Кстати, при таком расчете также можно вычислить длину гипотенузы.

Это будет длина стропильных ног вашей кровли.

Для определения высоты конька необходимо умножить длину катета на тангенс нашего угла наклона.

Для определения тангенсов и синусов существует готовая таблица:

Для примера давайте рассчитаем двускатную кровлю.

Ширина дома 6 метров.

У дома два ската.

Угол наклонов скатов одинаков и равняется 40 градусов.

Смотрим в таблицу и выясняем, что тангенс 40 градусов равняется 0,84.

6 / 2 х 0,84 = 2,5 метра.

Высота нашей крыши равняется 2.5 метра.

Главное - все измерять максимально точно!

До последнего сантиметра.

Рассчитываем высоту четырехскатной конструкции

Ведь кровли с четырьмя скатами существуют разные.

Проще всего рассчитывать кровли, имеющие скаты в форме правильной трапеции, треугольника, а на скатах нет никаких изломов.

Однако сейчас большинство четырехскатных крыш являются вальмовыми с большим количеством скатов, имеющих форму ромба, прямоугольника и других геометрических фигур.

Ну, с расчетом высоты четырехскатной кровли понятно – он не отличается от расчета высоты крыши двухскатной.

А вот с другими расчетами сложнее.

Начинать расчеты следует с составления плана крыши.

Если кровля в разных уровнях, то на чертеже отображают, где какая высота.

После того, как подробный чертеж составлен, крышу следует разложить на отдельные геометрические элементы.

При расчете кровли следует соблюдать определенные правила:

чертеж разбивают на несколько геометрических фигур. Каждая фигура выносится на отдельный рисунок. Все размеры также переносятся;
определяется длина одного ската. Для этого измеряют расстояние от конька до карниза;
рассчитывают каждый скат. Для этого следует получить площадь фигуры и затем умножить ее значение на косинус угла наклона;
если скат является неправильным прямоугольником, то его, в свою очередь, необходимо разбить на несколько правильных фигур, и по отдельности рассчитать площадь каждой из них, а потом сложить следует полученные данные.

Давайте для примера рассчитаем четырехскатную крышу.

Предположим, что кровля наша состоит из двух правильных трапеций и двух равнобедренных треугольников.

Угол наклона скатов будет равняться 30 градусов.

Смотрим в табличку, и выясняем, что косинус такого угла равняется 0,87.

У трапециевидных скатов размеры сторон 10 и 7 метров, а высота равна 3 метра.

У скатов треугольных размеры двух сторон каждая по 3,34 метра, и длина третьей стороны – 4,8 метра.

Находим площадь трапеции.

Для этого нужно сложить длины двух горизонтальных сторон, поделить на 2 и умножить на высоту.

Это выглядит так в нашем конкретном случае:

S = ((10 + 7) /2) х 3 = 25,5 кв. метров.

Теперь полученное число умножаем на косинус 30 градусов:

25.5 х 0.87 = 22,185 км. метров.

И полученное число округляем в большую сторону.

Получаем 22,5 кв. метров.

Теперь вычисляем площадь скатов треугольных:

S = ((7 х 4.8) / 2) х cos 30 градусов =

16,8 х 0,87 = 14,7 кв. метров.

Теперь все площади необходимо суммировать:

S общ = 22,5 х 2 + 14,7 х 2 = 74,4 кв. метров.

И округляем в большую сторону.

Итого 75 кв. метров.

Рассчитываем кровельный материал

После того, как площадь крыши нам стала известна, можно вычислить требуемое количество кровельного материала.

Мнение, что площадь кровли на чертеже и площадь кровельного материала равны, ошибочное.

Ведь все дело в так называемом «нахлесте».

Ведь кровельный материал стык в стык не укладывают.

Еще о монтаже металлочерепицы своими руками.

О том, как правильно крепить металлочерепицу саморезами, по ссылке. О размерах саморезов и сколько их требуется на один квадратный метр кровли.

Об использовании плоского шифера для грядок здесь. Как построить высокую грядку из шифера.

Делается нахлест, чтобы кровля не протекала.

Кроме того величина нахлеста у каждого материала своя.

Поэтому увеличивается расход материала.

Для простой крыши несложно самостоятельно посчитать количество требуемого материала.

Для примера рассчитаем количество шифера на нашу кровлю.

Для начала составляем пропорцию:

В этой пропорции:

S – площадь нашей крыши,

Х – это наш запас в размере 15 процентов.

После вычисления значения Х, прибавляем его к нашей полученной площади.

В результате мы получим площадь нашего кровельного материала.

Х = 15 х 75 / 100 = 11,25. Округляется до 11,5.

Площадь нашего кровельного материала

11,5 + 75 = 86, 25 кв. метра.

Следует знать, что при непосредственном выполнении кровельных работ отходы материала могут увеличиться.

В некоторых случаях еще на 20%.

То есть, снова составляется пропорция, в которой значение Х является расходом.

Прибавляем к площади полученный результат.

Зная площадь одного листа несложно получить нужное количество листов.

Рассчитываем паро и гидроизоляцию

Собственно, площадь этих материалов равняется площади скатов, к которой обязательно следует добавить 15% на перехлест полотен материалов.

То есть, если площадь ската равняется 40 кв. метров, то площадь гидроизоляции равняется 40 + 15% = 60 кв. метров.

С пароизоляцией все точно так же.

Онлайн вычисления и программы расчета

Очень просто выполнять расчеты параметров кровли и количество кровельного материала, если крыша простой формы.

А как поступить, если форма кровли сложная?

Или очень сложная?

На самом деле все выполняется немного проще, чем кажется.

Потому что в век компьютеризации придуманы специальные онлайн – калькуляторы и программы для вычислений.

Онлайн – калькулятор от программы отличается тем, что его не требуется скачивать на свой компьютер.

Вам просто нужно зайти на сайт и там, в специальной оболочке, все вам сосчитают.

Более сложные подробные вычисления делают специализированные программы.

Такие программы необходимо скачать и установить на свой компьютер.

Недостаток у них один – большинство таких программ являются платными.

Поэтому освежайте в памяти школьный курс геометрии и приступайте к замерам и вычислениям.

Ну а уж если ничего не помогает, пользуйтесь программами.

Расчет крыши дома (калькулятор): двускатной, четырехскатной

Правильный расчет при создании крыши дома – это гарантия прочности, надежности и эффективной работы крыши. Поэтому не следует спешить, а выполнить все расчеты

Наиболее популярной и самой распространенной конструкцией крыши дома, вне всякого сомнения, является двухскатная. Но в последнее время также значительное распространение получила вальмовая крыша. Она отличается тем, что является четырехскатной, два ската которой (называемые вальмы - отсюда и наименование), заменяют фронтоны традиционной двухскатной крыши. Она обладает рядом несомненных достоинств и имеет несколько разновидностей. Кроме того, вальмовая кровля имеет относительно сложную конструкцию и технологию изготовления, что делает предварительные расчеты основных параметров крыши и потребности в материалах важной стадией подготовки к непосредственному строительству.

Виды вальмовых крыш

Перед тем как выполнять расчет, необходимо четко представлять, что в итоге должно получиться. Различают следующие разновидности рассматриваемой конструкций крыш.

Классическая вальмовая крыша

Классическая вальмовая кровля дома имеет 4 ската, два из которых трапециевидной, а два других - треугольной формы. Как уже было сказано выше, треугольные скаты, по-другому называемые вальмы послужили причиной происхождения наименования рассматриваемого вида крыш. Основными достоинствами данной конструкции является ее высокая надежность, функциональность, а также оригинальный и привлекательный внешний вид. К недостаткам можно отнести относительную конструктивную и технологическую сложность, а также дороговизну при строительстве.

Полувальмовая крыша

Отличается от классической разновидности тем, что вальмы, то есть треугольные скаты, имеют усеченную форму. Для полувальмовой крыши характерны отличные эксплуатационные показатели и привлекательный и очень интересный внешний вид. Однако, данный вид кровель является одним из самых конструктивно и технологически сложных, и дорогих.

Шатровая крыша

Достаточно популярная разновидность традиционной вальмовой крыши, отличающаяся от нее тем, что все четыре или более скатов треугольные, сходящиеся в одной точке. Венчает конструкцию не горизонтальный конек, а коньковый узел, находящиеся в верхней точке пирамиды, которую образуют скаты. Как правило, применяется в случае квадратного здания, или сооружения в форме равностороннего многоугольника.

Ломаная крыша

Еще одна крайне привлекательная внешне разновидность крыши дома. Для нее характерно то, что все скаты имеют различные размеры и форму. Недостаток аналогичен полувальмовой конструкции - сложность конструкции и технологии изготовления, а также дороговизна даже на фоне остальных недешевых разновидностей рассматриваемого типа кровель.

Конструкция вальмовой кровли

Еще один немаловажный вопрос, который необходимо прояснить перед тем начать расчет площади и потребности в материалах, это особенности конструкции кровли, то есть состав элементов, которые и нужно будет рассчитать. Основные элементы конструкции:

конек (коньковый брус). Располагается сверху конструкции по центру кровли. Является одним из главных несущих элементов, на который опираются и к которому примыкают большая часть стропильной системы;
угловые (накосные) стропила. Располагаются таким образом, что один конец крепится к краю здания (или выходит за него), а второй - к коньку. Воспринимают большую часть нагрузки крыши, являясь, вместе с коньком, основным видом несущих кровельных конструкций;
центральные стропила. Образуют стропильную систему, тянущуюся по всей длине и высоте скатов от конька;
вальмовые (короткие) стропила. Образуют стропильную систему вальмов. В конек упирается обычно только одна стропильная нога, остальные крепятся к угловым стропилам.

Основные правила расчета вальмовой кровли

Как уже было отмечено выше, конструкция вальмовой кровли достаточно сложна. Поэтому необходимо обязательная разработка проекта и привлечение специалистов для выполнения необходимых расчетов. Многолетний опыт самых разных строителей неоднократно доказал, что желание сэкономить незначительные средства на проектирование и предварительных расчетах приводит, как правило, к значительно большим потерям на стадии строительства.

Но в самом крайнем случае, если экономия крайне необходима часть чертежей и элементов можно выполнить и рассчитать самостоятельно. В частности, своими руками вполне можно выполнить расчет места последующей установки конька и других элементов кровельной стропильной системы.

Определение местоположения конька и стропил

Для этого необходимо произвести следующие операции:

разметить линию центральной оси с торцов дома на уровне верха карниза. Таким образом определяется место расположения конька;
при помощи измерительной линейки, располагающейся одним концом на размеченной линии конькового бруса, а другим - на линию боковой стены, определяется место установки обычных стропил;
затем определяется также при помощи измерительной линейки длина свеса, только линейка одним концом выходит за границу внешней стены;
аналогичная процедура выполняется по все длине рассматриваемой стены, а затем — для трех оставшихся стен.

Таким образом, будут получены места последующего монтажа конька и всех стропил.

Существенно упростить расчеты длины элементов стропильной системы может таблица коэффициентов, в которой указаны соотношения следующих показателей: уклон кровли/длина промежуточного стропила/длина углового стропила.

Расчет площади вальмовой кровли

После того как определены месторасположение и размеры стропильной системы, не представляет особой сложности рассчитать площадь покрытия вальмовой кровли. Для этого она делится на составляющие ее элементы - скаты, для каждого из которых рассчитывается его площадь с учетом свесов. Формулы, используемые при этом, известны со школьной скамьи и достаточно просты.

Затем полученные данные суммируются. Результат сложения и будет общей площадью вальмовой кровли с одним существенным уточнением. Из полученной цифры необходимо вычесть площади труб дымохода и окон, располагающихся на кровле.

Расчет угла наклона вальмовой крыши

При расчете угла наклона вальмовой кровли учитывает достаточно большое количество показателей, в частности, количество осадков, уровень ветровой и снеговой нагрузки, предназначение чердачного помещения, материал кровельного покрытия и т. д. Поэтому подобные расчеты лучше выполнять при помощи специализированных программ с привлечением профессиональных проектировщиков.

Следует отметить, что величина угла колеблется от 5 до 60 градусов.

Все вышесказанное относится к самому простому типу вальмовой кровли. Задача рассчитать элементы и потребности в материалах серьезно усложняется при появлении дополнительных архитектурных элементов, например, если появилось желание украсить дом эркером. Пример расчета кровли с эркером приведен на видео:

По аналогии расчета кровли с эркером выполняются расчеты и других архитектурных элементов. Необходимо помнить при этом, что пример с эркером - один из самых простых.

Необходимо добавить следующее. Для упрощения расчетов зачастую прибегают к использованию онлайн-калькуляторов, помогающих выполнить часть расчетов. Например, как в этом случае:

Заключение

Вальмовая кровля обладает достаточно сложной конструкцией. Поэтому оптимальным вариантом расчет является приглашение профессиональных проектировщиков с целью подготовки полноценного проекта, содержащего все необходимые размеры, спецификацию потребности в материалах и т.д. В случае желания сэкономить, часть расчетов можно выполнить самостоятельно.