Рассчитываем стропильную систему и площадь вальмовой крыши

Особенности конструкции четырехскатной вальмовой крыши

Название этого вида кровли происходит от торцевых треугольных скатов – вальм. Вальмовая крыша являет собой четырехскатную конструкцию, две части которой имеют форму треугольника и занимают пространство от коньков до карнизов, а две другие – трапецеидальной формы. Существует еще один подвид вальмовой крыши – полувальмовая кровля, которая формируется в том случае, если торцы не доходят до карниза и обрываются. У опытных строителей обычно не возникает трудностей с возведением этого вида крыш, но ее вполне можно установить самостоятельно, произведя правильные расчеты и учитывая предполагаемые нагрузки. Расчет вальмовой крыши – самый важный этап в ее возведении.

Конструкция вальмовой крыши

Конструкция вальмовой крыши.

Основой любой вальмовой кровли являются каркас и стропильная система, которые поддерживают всю конструкцию.

Следует помнить, что оптимальный уклон крыши зависит от климатической характеристики региона. Там, где ветрено, уклон должен быть минимальным, чтобы избежать нагрузки на несущие стены, и наоборот, для регионов с обильными снегопадами угол наклона должен быть увеличен, чтобы снег быстрее сходил с крыши. В сухих и жарких регионах уклон делают минимальным – 2-5 градусов, чтобы избежать перегрева.

Материал кровли тоже влияет на оптимальный угол наклона:

  • крыша из наборных штучных материалов (шифера) требует минимального угла наклона в 22°;
  • угол наклона крыши из рулонных материалов зависит от количества слоев: от 2 до 5° при 3 слоях и до 15° – при двух;
  • минимальный угол наклона для кровли из профнастила – от 12° при условии дополнительной герметизации стыков;
  • металлочерепица требует минимального уклона в 14°, мягкая черепица – 11° на сплошной обрешетке;
  • покрывая крышу ондулином, можно ограничиться минимум 6°;
  • мембранные кровли подходят для конструкций с любым уклоном.

Но увеличение уклона пропорционально увеличению суммарной площади и количеству строительных материалов. Поэтому, если речь идет о необходимости экономии, учитывайте это при составлении чертежа.

Короткие стропила соединяются с угловыми, а не с коньковыми брусьями, поэтому их уклон всегда соответствует уклону промежуточных стропил. Особое внимание следует уделять центральным промежуточным стропилам, которых будет три и которые соединяются между собой на каждом конце конькового бруса. Другие промежуточные стропила доходят к верхней обвязке и коньковому брусу.

Расчет каркаса вальмовой крыши

Схема расчета площади вальмовой крыши

Схема расчета площади вальмовой крыши.

После тщательного ознакомления с конструкцией кровли следует рассчитать угол наклона стропильной системы. Тут на помощь придут знания, приобретенные в средней школе, ведь центральные промежуточные стропила, боковые грани вальм и стена дома одновременно будут сторонами равнобедренного треугольника, поэтому рассчитать их можно посредством теоремы Пифагора. Очень удобно изготовить для этого специальную 5-сантиметровую мерную рейку из фанеры, поскольку замеры можно производить непосредственно на ней.

Теперь следует разметить центральные стропила. Для этого на верхнюю обвязку торца положите изготовленную планку. Таким образом вы разметите горизонтальную проекцию промежуточных стропил, выступ стены для подреза опорной части и кровельный свес. Половина кровельной площади, которая доходит до проекции конькового бруса, будет формировать с центральными промежуточными стропилами прямоугольники, равный по площади с тем, о котором упоминалось выше. Так можно рассчитать угол наклона стропильной системы, используя коэффициенты расчета. Если, например, угол наклона крыши 3:12, то коэффициент промежуточного стропила будет 1,031, а углового стропила – 1,016. Если вы занимаетесь подобными расчетами довольно часто, можно сформировать таблицу коэффициентов для самых распространенных уклонов и пользоваться ею постоянно.

Строители используют разные способы для определения длины стропил, но использовать теорему Пифагора удобнее всего, ведь, пока крыша не готова, легче всего определить длину проекции центральных промежуточных стропил, а из этих данных вывести длину стропила. Таким образом, двигаемся по боковой стороне вальмовой части и определяем длину коротких стропил, которые с ней стыкуются. Стропила, находящиеся между центральными, имеют ту же длину, что и они.

Отличительной чертой углового стропила является больший уклон относительно стены, но рассчитать их можно, исходя из той же таблицы коэффициентов, зная угол наклона, или с помощью теоремы Пифагора.

Как рассчитать покрытие кровли

Полезные формулы для расчета площади крыши, чтобы определить необходимое количество кровельного материала

Полезные формулы для расчета площади крыши, чтобы определить необходимое количество кровельного материала.

Выше уже упоминалось, что угол наклона вальмовой крыши влияет на ее площадь и, соответственно, расход кровельных материалов, поэтому целесообразно будет произвести исчисления площади вальмовой крыши, чтобы предположить, сколько понадобится материалов.

Естественно, более точными такие расчеты будут после установки стропильной системы. Такая схема более приемлема для начинающих строителей, ведь только опытный конструктор сможет получить все данные на этапе проектирования кровли.

Итак, монтаж стропильной системы завершен. Следующий этап являет собой определение, из чего, собственно, будет состоять ваша кровля. Это зависит от финансовых возможностей, погодных условий территории, но обычно следующим после стропильной системы является гидроизоляционный слой, который предотвращает попадание влаги под кровельный материал и образование парового конденсата. Но не забывайте оставить зазор между слоем гидроизоляции и кровельным покрытием для вентиляции.

Погодные условия территории определяют необходимость теплоизоляции кровли. В России очень популярной стала минеральная вата, поскольку она продается в рулонах и не требует раскроя, но можно крышу утеплять и посредством плит, которые укладываются встык. Зная стандартные размеры плит и площадь крыши, легко можно расчитать необходимое количество материала. Иногда целесообразно под теплоизоляцию укладывать слой пароизоляции, но он накладывается в внахлест, поэтому учитывайте необходимость большего расхода материалов. Выбор материалов из большого изобилия предложенных на современном строительном рынке зависит от выбора основного материала для вашей крыши.

Иногда общая площадь кровельного материала может быть значительно больше самой кровли. Это зависит от того, что элементы накладываются внахлест или необходимо большое количество дополнительных элементов, например, ендовы, примыкания, которые стоят недешево. Для некоторых видов кровли требуется сплошная обрешетка, а пиломатериалы значительно влияют на общую стоимость.

http://youtu.be/F4WAPKv-dnc

Для вычисления площади кровли не лишними окажутся те же знания геометрии, тем более что необходимые параметры, полученные после установки стропильной системы, у нас уже есть. Общая площадь состоит из суммарной площади двух вальмовых треугольников и двух трапециевидных боковых плоскостей. Первую часть подсчитать довольно легко, исходя из обычной формулы равнобедренного треугольника:

S= 0,5ah, где h – высота фигуры, а а – это ее основание.

Площадь обеих трапеций определяют формулой:

S = h(a + b)/2, где b – основание трапеции, h – высота трапеции, a – длина вершины трапеции.

Можно разбить эти части каждую на два треугольника и один прямоугольник и использовать более простые формулы. Одна, выведенная выше, – для треугольника, а другая:

S = ab, где а – одна сторона прямоугольника, b – вторая его сторона, потом нужно суммировать полученные результаты. Для произведения расчетов на этапе проектирования потребуются еще более сложные формулы с необходимыми дополнительными замерами, например, нужен угол наклона, который еще не рассчитан. Очень удобно пользоваться готовыми калькуляторами. Но нельзя забывать, что площадь вычисляется не по краям здания, а по длине карнизов. Если технология укладки кровельного материала требует метода внахлест, к общему количеству его прибавьте еще 10 %, а если конструкция слишком сложная, то 15-20 %.

http://youtu.be/bp9HsbknNQY

Профессионалы могут произвести необходимые расчеты площади быстрее и качественнее, но можно попробовать и самостоятельно покрыть дом, если знать некоторые важные моменты.