Устройство кровли вальмовой: Стропильная система вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Содержание

Стропильная система вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Вальмовая крыша, пожалуй, самый популярный вид четырехскатной кровли. Она подходит для перекрытия частных домов большой и малой площади, бань, даже беседок. Узнаваемую геометрию ей придает стропильная система вальмовой кровли, совокупность опорных элементов, работающих как каркас.

Содержание статьи

Сложность данной конструкции заключается в большом количестве составных частей и узлов крепления, требующих особых навыков и опыта. Эта статья ответит на вопросы о том, из чего она состоит, какие материалы используют для строительства, а также как выполняют монтажные работы.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша относится к четырехскатному типу, то есть образована из четырех скатов, плоскостей, имеющих одну общую сторону. Два ската, заменяющие собой фронтоны, называют вальмовыми или торцевыми, они имеют треугольную форму. А два других, в виде трапеций, обозначают термином фасадные. Линия, в которой сходятся все четыре ската – конек, самая высокая часть крыши. Конструкция вальмового типа состоит из:

Вальмовых скатов, которые имеют форму треугольника, располагаются на месте, принадлежащем фронтонам.
Фасадных скатов трапециевидной формы.
Конька, линии, которую образуют верхнее соединение стропильных пар, вершины вальмовой крыши.
Свеса, выступающей за пределы периметра дома части крыши, образованной за счет длины стропильных ног или кобылок. Он защищает поверхность стен от талой и дождевой воды.
Стропильной системы вальмовой крыши, каркаса несущего и распределяющего вес кровельной конструкции.
Кровельного материала, покрытия, которое настилают на стропильные ноги вальмовой крыши для защиты от атмосферных осадков.
Водостока, системы отведения воды, скапливающейся на крыше. Он состоит из желоба, водоприемной воронки и водосточной трубы и переносит влагу с поверхности крови к ливневой канализации.
Снегозадержателей, элементов, не дающим снежным массам, накопившимся на крыше, обрушиваться и травмировать проходящих мимо людей.

Виды стропильной системы

Стропильная система вальмовой кровли может быть трех типов, в зависимости от того, как располагаются стропила:

Висячего. Это означает что стропила имеют опору на две точки: в верхней части на коньковый прогон, а в нижней на мауэрлат. Висячая стропильная система испытывает нагрузки на прогиб, сжатие и распирание. Все эти силы оказывают на нее дестабилизирующее действие, поэтому необходимы дополнительные компенсирующие элементы – затяжки, ригели, бабки. Они усложняют конструирование и монтаж вальмовой крыши, поэтому опытные кровельщики советуют отказаться от висячих стропил, если есть такая возможность.
Наслонного. При таком типе стропильной системы вальмовой крыши, стропила имеют опору на три точки: вверху на конек, в середине на стойку, а внизу на мауэрлат. Стойки устанавливают на внутренние несущие стены. Дополнительные вертикальные опоры снижают прогиб стропильных ног и ликвидируют распирающие усилие. Поэтому наслонную систему считают надежнее и устойчивее висячей, а кроме того более простой в монтаже.
Комбинированного. Этот термин означает что стропильная система состоит из чередующихся наслонных и висячих элементов. Это возможно, если в качестве опоры для стойки используют не внутреннюю несущую перегородку, а столб или колонну. Крыша получается открытого типа, то есть все балки и стойки не скрыты обшивкой, а видны.

Важно! При помощи висячей стропильной системы можно перекрыть строение не больше 6 метров шириной. Использование наслонных стропил с одной дополнительной опорой увеличивает это расстояние до 12 м, с двумя – до 18 м.

Используемый материал

Стропильная система крыши вальмового типа состоит из множества составных частей, которые отражает чертеж, они изготавливают из следующих материалов:

Из металла. В таком случае используют уголки и двутавры из оцинкованного металла. Это прочный, коррозионностойкий, долговечный материал, который выдерживает большие нагрузки. У металлических стропил есть ли два существенных минуса – значительный вес и высокая стоимость. Поэтому используют металл в строительстве крыши крайне редко, особенно в частном домостроении.
Из древесины. Чаще всего применяют дерево твердых хвойных пород, например, сосны. Преимущества очевидны – легкий вес, невысокая цена, простота в обработке. Слабое место деревянной стропильной системы – это подверженность гниению, действию микроорганизмов и вредителей. Однако, эта проблема решается обработкой антисептическими составами. Кстати, те, кто заботится о пожарной безопасности, применяют еще антипирены.

Правильно обработанное и подготовленной дерево – прекрасный материал для изготовления стропильной системы. Работать с ним гораздо проще, он не требует специального инструмента. А приятная цена позволит снизить затраты. Тем более металлический каркас крыши могут позволить себе лишь те, кто уверен в запасе прочности фундамента.

Элементы системы

В зависимости от площади и особенностей планировки дома, стропильная система вальмовой крыши приобретает различные виды, но основу ее составляют следующие элементы:

Мауэрлата, представляющего собой брус сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Его задача – равномерное распределение веса кровельной конструкции по периметру несущих стен. К мауэрлату крепят нижние части стропильных ног.
Лежня, изготовленного из бруса толщиной 100 мм и более, который выполняет функции мауэрлата на внутренних несущих перегородках. На лежень монтируют стойки.
Конькового прогона, деревянный брусок, на который опираются верхние части стропильных ног. Его соединяет собой вертикальные стойки.
Диагональных стропил, формирующих ребра вальмовых скатов. Их крепят таким образом, что они продолжают конек и расходятся к углам дома. Всего в вальмовой крыше четыре диагональных стропильных ноги, их крепят к коньковом прогону и мауэрлату. Эти стропильные ноги имеют большую длину и подвергаются большим нагрузкам, поэтому их толщина должна быть в два раза больше рядовых.
Рядовых стропил, которые служат опорой трапециевидных скатов. Для изготовления используют доски размера 50х150 мм или 100х150 мм. Верхняя часть рядовых стропильных ног опирается на коньковый прогон, а нижняя на мауэрлат. Шаг между ними берется 60-120 см, на его размер оказывает влияние применяемый утеплитель и вес кровельного материала.
Нарожников, укороченных стропил, прикрепляемых одной стороной к диагональным, а другой к мауэрлату. Расстояние между нарожниками не должно превышать 70-80 см, а размеры пиломатериала не имеют особого значения, так как нагрузка на них не велика.
Стоек, то есть вертикально расположенных опор из бруса. Стойки устанавливают на лежень, они подпирают стропильную ногу в средней части или коньковый прогон в зависимости от характера использования чердачного помещения.
Затяжек, горизонтальный перемычек между ногами каждой стропильной пары. Затяжки стягивают стропила, снимая распирающую нагрузку на стены. Расположенную высоко у конька затяжку называют ригель, а низкорасположенную используют как балку перекрытия.
Подкосов, подстропильных ног, которые располагают под углом к стропилам для уменьшения их прогиба под собственным весом.
Шпренгелей, вертикальных подпорок диагональных стропил. Конструкции с вертикальными стойками и горизонтальными схватками называют шпренгельные фермы.

Обратите внимание! Некоторые элементы стропильной системы вальмовой крыши имеют значительную длину. А стандартный размер пиломатериалов из дерева ограничен шестью метрами. Чтобы выйти из этой проблемной ситуации, кровельщики изготавливают клееные или наборные стропила, составленный из двух или трех частей.

Монтаж мауэрлата

Монтаж мауэрлата – отправная точка создания стропильной системы для вальмовой кровли. Правильная установка обеспечит надежное основание для стропил. Во время строительства дома из бруса или бревна роль мауэрлата выполняют верхние венцы. В сооружениях из кирпича, газосиликатных блоков его крепят следующим образом:

На верхнем срезе стен налаживают опалубку и заливают бетонный, усиленный арматурой пояс, в который вмуровывают металлические шпильки.
Мауэрлатный брус обрабатывают антисептиком глубокого проникновения и изготавливают в нем отверстия под шпильки. При чем расположение отверстий рассчитывают таким образом, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног, а находились между ними.
После застывания бетонного пояса, которое происходит в течении 2-3 дней, на него монтируют гидроизоляцию. Эти функции обычно выполняет сложенный в два соя рубероид.
Мауэрлат укладывают на гидроизоляцию и притягивают металлическими шпильками.

Обратите внимание, что большое количество отверстий снижают прочность мауэрлата, провоцируют появление трещин, дефектов, снижая его опорные функции. Запомните, в мауэрлате никогда не выполняют выпилы под стропила, нарушать его целостность нельзя!

Этапы сборки

Результат расчета, произведенного вручную или программой, фиксируют, создавая чертеж, котором отражают размеры и взаимное расположение элементов стропильной системы, а затем начинают собирать ее согласно следующему плану:

Устанавливают мауэрлат и лежень описанным в предыдущем пункте способом. На лежень монтируют стойки, чтобы не сохранить их вертикальное расположение используют временные подкосы, углы проверяют строительным уровнем. На стойки с помощью металлических уголков или гвоздей прикрепляют коньковый прогон.
Если этого требует проект ставят подкосы из бруса. Верхнюю часть приколачивают гвоздями у середине стропил, а нижнюю к стокам.
Устанавливают диагональные стропила. Осуществляют двойную врезку под углом 45 градусов, присоединяя их к коньку гвоздями. Нижнюю часть ноги крепят к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна.
Усиливают диагональные стропила шпренгельными фермами. Стягивают смежный стороны мауэрлата схваткой, упирая в нее нижнюю часть шпренгеля. Верхнюю часть подставляют под диагональные стропила.
Монтируют рядовые стопила. Сначала устанавливают фронтальную и тыльную пару ног, между ними натягивают тросик и, выравнивая по нему, укладывают остальные.
Устанавливают нарожники. Берут одну доску, примеряют, размечают на ней выпилы под мауэрлат и диагональные стропила. Половину нарожников изготавливают по этому лекалу, а остальные в зеркальном отображении. Прикрепляют с помощью гвоздей или уголков. Концы стропил оставляют неподрезанными.
Между диагональными стропилами натягивают нить и подравнивают стропила таким образом, чтобы их длина формировала свес 40-50 см. Монтируют ветровую доску.
Настилают обрешетку. Схема обрешетки выбирается согласно рекомендациям к конкретному типу кровельного материала. Для мягкой, рулонной кровли изготавливают сплошную из листов ОСБ, а для металлочерепицы и профнастила подходит решетчатая обрешетка.

Грамотный расчет, подробный чертеж и качественная установка – залог долгой службы и надёжности стропильной системы крыши.

Видео-инструкция

Стропильная система вальмовой крыши: схема, специфика устройства

Вальмовые крыши привлекают внушительным списком убедительных преимуществ. В их числе эффектная форма, равномерность прогрева и надежная защита дома от осадков. Благодаря отсутствию фронтонов вальмовым конструкциям не страшны существенные ветровые нагрузки. По сравнению с двухскатными вариантами намного меньше причин опасаться деформаций.

Перечень плюсов можно продолжить, но их поток притормаживает весьма веское обстоятельство: стропильная система вальмовой крыши не радует простотой устройства. Однако сложность не остановит самостоятельного строителя, если он знаком с нюансами сооружения четырехскатного каркаса.

Вальмовые крыши от двухскатных собратьев отличаются тем, что вертикальных стенок фронтонов в их конструкции нет. Место фронтонов заняли расположенные в торцах треугольные скаты, ощутимо сокращающие реальный и визуальный объем крыши.

Экономический эффект от уменьшения объема – вопрос спорный. При раскрое крупнолистового материала на вальмовые скаты расходы напротив увеличиваются. К примеру, укладка профлиста или монтаж металлочерепицы заставят раскошелиться на покупку покрытия раза в полтора больше, чем на обустройство стандартного скатного сооружения.

Приобретение материала из разряда штучных позволит уменьшить бюджет строительства, ведь на обшивку торцов крыши тратиться не придется.

По аналогии с любой из строительных конструкций вальмовую крышу можно условно разделить на простые геометрические формы. В простейшем варианте без сопряжений и ендов у нее есть две пары симметричных скатов: два треугольника и две трапеции. На этом основании вальмовая крыша получила параллельное название «четырехскатная».

В анфас ее разрез напоминает обычную треугольную двухскатную крышу. В профиль у сооружения трапециевидная конфигурация, которую также можно разделить на прямоугольник с двумя зеркально развернутыми треугольниками по бокам.

Форма трапеции зависит от архитектурных предпочтений хозяина. Определяется она соотношением длины карнизного свеса к длине конька. Часть конструкции, ограниченная прямоугольником, сооружается в соответствии с висячими или наслонными технологическими кровельными стандартами.

Заменившие фронтоны вальмы устанавливаются под некоторым углом к горизонту, т.к. примыкать они обязаны к наклонным сторонам трапеции. Вот в их устройстве и заключается основная загвоздка вальмовой стропильной системы, потому что обычным скатным методом устроить ее не получится. Ведь коньковый прогон не перекрывает полностью скат. Потому стропильным ногам вальм и сопряженных с ними треугольных частей больших скатов буквально не на что опереться верхними пятками.

Опорой для них станут особые накосные стропильные ноги, соединяющие коньковый прогон с углами конструкции. Если на вальмовую стропильную конструкцию взглянуть сверху, то накосные стропилины будут похожи на диагонали.

Направление установки стало причиной получения второго технологического названия — «диагональные». Естественно, опираться на диагонали будут разновеликие по длине стропильные ноги, т.к. устанавливаются они перпендикулярно свесам крыши. У них есть собственное наименование – нарожники.

Суммируя информацию, получаем, что в сооружении стропильного каркаса для вальмовой крыши будут задействованы:

Рядовые стропильные ноги, опирающиеся нижней частью на мауэрлат или на балки перекрытия. В соответствии с типом опоры они могут быть висячими или наслонными.
Диагональные стропилины, соединяющие углы крыши и края конькового прогона. Отметим, что используют их не только в обустройстве выпуклых углов вальмовых крыш, но и в сооружении вогнутых углов ендов.
Нарожники, формирующие плоскости вальм и примыкающих к накосным стропилам частей больших скатов.

Установка висячих и наслонных стропильных ног выполняется по правилам, согласно которым сооружается стропильная система двухскатной крыши. Разбираться будем с их диагональными собратьями и со стропильными полуногами-нарожниками.

Диагональные стропильные ноги

Принимая во внимание диагональное расположение, несложно догадаться, что длина накосов больше, чем длина обычных стропильных ног. К тому же они служат опорами для нарожников. Ввиду чего нагружены накосные стропила в полтора раза больше, чем рядовые аналоги. Потому их принято делать спаренными из двух досок сечением, равным аналогичному размеру материала для рядовых стропильных ног.

Спаривание накосных стропилин одновременно решает три технические задачи:

Позволяет без риска увеличить нагрузку за счет удвоенного сечения несущего элемента.
Предоставляет возможность получить диагональный элемент конструкции любой длины без ослабленных наращиванием участков.
Устраняет необходимость в целенаправленной покупке бруса для накосных стропил.

Из-за своей длины диагональные стропилины нуждаются в дополнительных опорах, количество которых зависит от длины стропильной ноги.

Опоры для диагональных стропилин

Независимо от масштабов строительства любая схема стропильной системы вальмовой крыши включает опоры для усиления диагональных стропильных ног. Если проектный размер накоса более 9м, т.е. он перекрывает равнозначный по метрам пролет, его непоколебимость обеспечивают двумя дополнительными опорами. Для пролетов поменьше достаточно одной опоры, расположенной в верхней зоне пролета.

В качестве опоры диагональной стропилины могут использоваться:

Стойка, устанавливаемая вертикально прямо на перекрытие. Между ней и перекрытием прокладывается кусок гидроизоляции, если стойке предстоит упираться в железобетонную плиту.
Подкос. Устанавливается, как и положено подкосным стропилинам, под углом, размеру которого позволено варьировать в пределах от 45º до 53º. Особого значения величина наклона не играет. Важно, чтобы сам подкос поддерживал стропилину на наиболее нагруженном участке. Нижнюю пятку подкоса упирают в лежень.
Шпренгель. Представляет собой Т-образную короткую балку из бруса, перевернутую низом вверх. Используется в устройстве больших пролетов, нуждающихся в двух и более усиливающих опорах. Устанавливается шпренгель так, чтобы его основание было перпендикулярно накосной стропилине. Располагают его в нижней части большого пролета ближе к углу крыши. Вместо шпренгеля может быть использована обычная короткая стойка.

Делают дополнительные опоры опять же из сдвоенной доски или бруска, устанавливают в наиболее нагруженных точках.

С нюансами устройства опор для каркаса вальмовой крыши ознакомит видео-обзор:

Нюансы опирания накосных стропилин

Верхняя пятка диагональной стропилины опирается на коньковый прогон различными способами. Выбор способа зависит от конструктивных особенностей стропильной системы:

В стропильных конструкциях с одним прогоном вдоль центральной оси крыши диагональные стропильные ноги опирают непосредственно на консоли прогона.
В стропильных системах с двумя прогонами и дощатыми стропильными ногами диагональные стропилины опирают на шпренгель, который в свою очередь опирается на оба прогона.
В стропильных каркасах с двумя прогонами и стропилинами из бруса кроме шпренгеля применяется прибоина – дощатый коротыш, сшивающий рядовые стропильные ноги в зоне конька. Толщина усиливающего коротыша от 5 и более см.

Пятка диагональных стропилин для посадки на один из перечисленных верхних упоров подрубается по факту. Крепление производится гвоздями. Усилить при необходимости фиксацию можно скрутками из проволоки или металлическими хомутами.

Нижние пятки накосов можно упереть в угол мауэрлата или специально установленной угловой балки. Можно просто опереть на них. Крепят диагональные стропильные ноги металлическими скобами, гвоздовым боем поверх деревянной накладки или уголками.

Нарожники и способы их устройства

Нарожники формируют вальмы и треугольные части больших скатов. Верх полуноги опирается на накосную стропилину, нижняя пятка на мауэрлат, врезной брус или балку деревянного перекрытия.

Монтаж нарожников может производиться:

Посредством врубки. В накосах выбирают гнезда так, чтобы полуноги смежных скатов не располагались друг против друга. Рекомендовано, чтобы между врубками расстояние было минимум 20см. Поэтому в шаге установки нарожникам позволено смещаться, чтобы не вырубать гнезда в одной точке.
Путем установки черепных брусков, служащих опорами для полуног. Бруски 50×50мм наращиваются вдоль нижних граней с обеих сторон диагональной стропилины. Их наличие позволяет отказаться от врубок, ощутимо ослабляющих несущий элемент.

Второй вариант проще в работе и предпочтительней из-за увеличения жесткости конструкции. К тому же он абсолютно не обязывает менять шаг установки полустропил: они могут быть расположены друг против друга. К мауэрлату или балкам нарожники крепят тем же методом, что использовали для установки рядовых стропилин.

Самый простой способ увенчать загородную собственность четырехскатной конструкцией заключается в покупке и установке готовых стропильных ферм. Однако значительно интересней, полезней, дешевле собственноручно заняться устройством вальмовой крыши и подходящей ей по типу стропильной системы.

Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.

Отметим, что в приведенном ниже примере отсутствует перекрытие, не огорожен чердак и нет утепления. На скатах практически не задерживается снег, т.е. на накосные стропильные ноги действует минимальная по их стандартным меркам нагрузка. Не сохранен принцип разбежки между нарожниками.

Все узловые соединения выполняются гвоздовым прибоем и металлическими уголками. Исполнителю потребуется доска 5×25см для изготовления стропильных ног и прогона, а также влагостойкая фанера для сооружения сплошной обрешетки, потому что постройку планируется покрыть битумной черепицей.

Этап 1: Моделирование и проектирование

Независимо от архитектурной сложности строительной конструкции ей нужен проект. Он поможет определиться с оптимальной формой и избавит от покупки лишних материалов. Для простой вальмовой крыши со стандартной стропильной системой не потребуются суперсложные чертежи, но сделать хотя бы простенький эскиз необходимо.

Инструкция для упрощенного проектирования:

Измеряем ширину/высоту/длину строения. Согласно данным вычерчиваем профиль и анфас строения на листе бумаги в масштабе, например 1:50. Это значит, что все размеры необходимо будет поделить на 50. Т.е. стена домика с размерами 5×2,5м на самодельном чертеже будет изображена в виде прямоугольника со сторонами 10×5см. Если мелковато выходит, масштаб можно выбрать покрупней — 1:40, 1:25 и т.д. Готовый эскиз желательно продублировать пару раз в запас.
Выбираем оптимальную высоту крыши и угол ее крутизны. Для этого на одном из дублей эскиза рисуем несколько вариантов абриса крыши. Определяем наиболее удачный и измеряем транспортиром угол наклона будущих скатов.
Отмечаем на дубле эскиза точки установки наслонных стропилин, это шаг. Обе стенки нам необходимо разделить на равные отрезки. Необязательно, чтобы шаг установки под вальмовым и пятиугольным скатом был одинаковым. В примере расстояние между стропильными ногами на обеих стенках строения равно 20 дюймам, это 50,8 см. По факту шаг установки может варьировать от 0,4 до 2,1м. Однако отметим, что слишком часто установленные стропила увеличат в разы расход материала, а слишком редко заставят усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.
Определимся с длиной конька. Нарисуем его на дубликате шаблона, учитывая, что коньковый брус должен связывать цельное количество пар стропилин. Отложим от обоих краев длинных стен равные расстояния.
Все результаты переносим на основной лист и подсчитываем, сколько понадобится материала. Длину стропилин считаем по внешним сторонам с учетом длины карнизных свесов по 40-50см. Расход фанеры рассчитываем по количеству цельных панелей, приходящихся на каждую плоскость четырехскатной крыши.

По числу стропилин вычисляем количество крепежа. Гвозди нам потребуются буквально во всех узловых креплениях. Уголков на каждую стропильную ногу должно приходиться по паре. Не забываем купить доску с небольшим запасом на случай огрехов в собственной работе.

Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.

Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши

Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.

Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:

К сопряженным с вальмами стенкам постройки прибиваем по вспомогательной доске, один край которой должен совпасть с центральной осью. Между досками натягиваем шнурку, повторяющую центральную ось.
Примеряем пару стропилин к торцу строения. Пересекаться они должны прямо под шнуркой. Очерчиваем по факту линии спилов верхних пяток, не забывая, что между стропильными ногами будет прогон толщиной 5см.
По полученным шаблонам заготавливаем наслонные стропилины.
Устанавливаем попарно стропильные ноги по меткам основной части системы. Временно крепим одним гвоздем.
Устанавливаем коньковый прогон между верхними пятками, которые до этого свободно опирались друг на друга.
Прибиваем гвоздями стропилины к прогону.
К мауэрлату или верхнему венцу домика низ стропилин прикрепляем металлическими уголками.

Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.

Этап 3: Сооружение вальмовых скатов

Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:

Примеряем к скату первую накосную стропилину, отмечаем по факту линию спила. Нижняя часть стропилины должна точно проходить через угловую точку разметки.
Отпиливаем отмеченные излишки. Прибиваем гвоздями диагональную ногу к коньковой консоли, низ фиксируем уголками.
Аналогично поступаем с остальными тремя накосами.
Заполняем вальмовый скат нарожниками, предварительно примерив каждую деталь к положенному месту и отпилив излишки.
Устанавливаем нарожники пятиугольных скатов.

По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.

Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.

По готовой стропильной системе укладывается обрешетка. В случае применения мягкой кровли, как в приведенном случае, в качестве покрытия обрешетку делают сплошной из дюймовки, фанеры или подобных плит. Между плитами или досками оставляют зазор в 3 мм. Под жесткие материалы обрешетку сооружают из бруска с рекомендованным инструкцией шагом.

Принцип устройства каркасов вальмовых крыш с более сложной архитектурой немногим отличается от приведенного примера. Последовательность работ точно такая же. Правда наслонные стропильные ноги все же разумней и надежней фиксировать с помощью врубок.

Крайне желательно использование опор под диагональные стропилины. И перед монтажом коньковой части устанавливаются опорные рамы с лежнем внизу и коньковым прогоном вверху. Еще изменение угла наклона скатов при опирании врубкой следует учесть на этапе проектирования.

Как построить более сложную стропильную систему для интересной вальмовой крыши смотрите на видео:

Стропильная система вальмового типа сложнее каркаса обычной двухскатной крыши, но разобраться с ее устройством можно. Четырехскатная конструкция во многих случаях предпочтительней, она интереснее смотрится как над домами, так и над беседками и прочими бытовыми постройками. Описанный вариант сооружения поможет освоить азы в деле возведения вальмовых конструкций, а при удачном результате продолжение обязательно последует.

Конструкция вальмовой крыши — устройство и чертежи (фото, видео)

Трудно представить себе дом без стен, но представить его без крыши просто невозможно. Кровля защищает внутренние помещения от холода, дождя и снега, благодаря ей жилище приобретает привлекательный, законченный облик. Не последнее место среди многообразия вариантов занимает вальмовая крыша, прочная конструкция которой гарантирует долгую эксплуатацию и безопасность.

Содержание статьи

Дизайнеры в полную силу используют все возможности вальмовой крыши, применяя ее в проектах домов с жилой мансардой, эркерами, слуховыми окнами, балконами. Современные кровельные материалы дают возможность гармонично вписать ее в любой архитектурный стиль. Вальмовая крыша прекрасно смотрится на небольшой беседке, садовом домике или презентабельном коттедже. А из чего она состоит и как ее построить, мы расскажем в нашей статье.

Внешний вид

Вальмовая крыша относится к четырехскатным, так как образуется сочленением четырех скатов. В отличие от двухскатных разновидностей с фронтонами, у нее их нет, на этом месте располагаются вальмы. Вальмовые скаты, называемые также торцевыми, формируются особыми элементами стропильной системы – накосными стропильными ногами и имеют треугольную форму. Два других ската в виде трапеции называют фасадными.

Устройство крыши вальмового вида складывается из следующих составляющих:

Конёк. Вершина вальмовой крыши, линия соединения стропильных пар, длина которого несколько меньше общей длины дома.
Вальмы. Два треугольных ската, заменяющих собой фасады дома. Они начинаются от окончания конька, а закачиваются свесом на уровне мауэрлата.
Трапециевидные скаты. Скаты, которые имеют вид трапеции, их формируют рядовые стропила.
Свесы. Выступающая за пределы периметра дома часть крыши, ее образовывают удлинения стропильных ног или кобылки. Свес вальмовой крыши крайне необходим, так как защищает поверхность стен от влаги, увеличивая срок их службы.
Стропильная система. Совокупность элементов каркаса вальмовой крыши, которые несут на себе вес кровельного пирога, формируют угол наклона скатов.
Кровельное покрытие. Материал в виде листов, рулонов или отдельных модулей, который служит для гидроизоляции кровли, защиты от дождя, снега и холода.
Водосток. Элементы водосточной системы собирают и отводят излишки влаги с поверхности крыши в ливневую канализацию. Водосток бывает внутренним и внешним. На вальмовой крыше обычно используют второй вариант, состоящий из водоприемной воронки, желоба и водосточной трубы.
Снегозадержатели. Металлические бортики, устанавливаемые на нижнюю часть крыши, для защиты от соскальзывания снежных масс со скатов после длительных снегопадов.

Конструкция вальмовой крыши, а точнее ее стропильной системы, состоит из такой геометрической фигуры как треугольник, обладающей наибольшей жесткостью и надежностью.

Плюсы конструкции

Архитекторы и дизайнеры активно используют конструкцию вальмовой крыши, так как она обладает следующими плюсами:

Скошенные вальмовые скаты улучшают аэродинамические свойства кровли, снижая парусный эффект. Поэтому ее можно использовать даже в районах с экстремально сильными порывами ветра.
Широкий диапазон угла наклона скатов позволяет выбрать подходящий для климатической зоны строительства. Более крутые скаты используют там, где высока снеговая нагрузка и велико количество выпадающих осадков. Пологие скаты рекомендуют в ветреных районах, где есть вероятность срывания кровли достаточно сильными порывами.
Вальмовые крыши позволяют использовать подкровельное пространство в качестве жилого помещения за счет достаточно высоких потолков.
Доступные, недорогие материалы делают цену строительства подходящей даже для более чем скромного бюджета.
Конструкция вальмовой крыши достаточно проста в монтаже, поэтому подходит для строительства своими руками. Более того, даже неопытные исполнители могут справится с этой работой, при условии помощи грамотного консультанта.
Кровля вальмового типа выглядит по-настоящему стильно и представительно. Поэтому нет варианта лучше для загородных коттеджей и для технологичных таун-хаусов.

Минусы конструкции

Не смотря на вышеперечисленные преимущества, кровля такого типа имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать до начала строительства:

Отсутствие фронтонов не позволяет организовать вертикальное освещение, так как возможности установить обычные окна нет. Вместо них устанавливают мансардные, более дорогостоящие и сложные в монтаже.
Увеличение углов наклона скатов вальмовой крыши повышает расход строительного материла, что делает строительство более затратным.
Сложность конструкции стропильной системы заставляет обращаться к профессиональным проектным фирмам, услуги которых стоят недешево.
Конструкция, состоящая из множества элементов, имеет значительный вес, выдержать который способен лишь надежный, капитальный фундамент, устройство которого стоит дорого.

Как вы заметили, недостатки вальмовой крыши по большей части относятся к финансовой стороне вопроса. Поэтому важно составить проект и смету, чтобы планировать и контролировать расходы.

Виды вальмовых крыш

Вальмовая крыша имеет множество вариаций, которые отличает внешний вид и внутреннее устройство:

Вальмовая. Классический, канонический вариант крыши, состоящей из четырех скатов – двух трапециевидных и двух треугольных. Скаты заканчиваются на одном уровне, а в верхней части встречаются в коньковом соединении. Чаще всего таким образом перекрывают помещения прямоугольной формы.
Полувальмовая голландская. Ее устройство отличается от классической укороченными вальмовыми скатами, которые не полностью заменяют фронтоны, а сокращая их до трапециевидной формы. Вальмы могут быть совсем крошечными, практически декоративными или достаточно большими для установки слухового окна, которое смотрится очень уместно.
Полувальмовая датская. Можно поспорит, к какому типу крыш она относится – двухскатному или четырехскатному. Ее «изюминка» в том, что вальмы начинаются не от самого конька, а ниже, оставляя под ним маленький фронтон треугольной формы, который используют для оборудования вертикального освещения.

Расчет элементов конструкции

Устройство вальмовых крыш начинают с проведения расчетов и создания проекта. К счастью, эту задачу облегчают компьютеры со специальным программным обеспечением, который самостоятельно выполняют вычисления и даже составляют чертеж. Программа вычисляет следующие параметры:

Угол наклона скатов вальмовой крыши. На его значение оказывают влияние три критерия: ветровая нагрузка, количество выпадающих осадков и выбранное кровельное покрытие. Согласно нормам строительной климатологии, территория нашей страны разделяется на 8 зон, различающихся по силе ветра и обильности выпадения осадков. По специальным картам определяют, к какой из них относится место строительства и какой угол наклона скатов рекомендован. Для каждого кровельного материала также существуют ограничения, с которыми обязательно сверяются.
Высота расположения конька. Ее вычисляют во вторую очередь, так как в расчетах используют значение уклона. Крышу в разрезе представляют, как треугольник, с двумя известными углами и основанием, равным по длине ширине дома. Используя тригонометрические формулы, определяют на какой высоте должен располагаться конек.
Сечение элементов стропильной системы. Толщина пиломатериалов, используемых в возведении каркаса, зависит от нагрузки, которой они подвергаются. Поэтому необходимо подсчитать вес кровельного пирога, самого каркаса, пола мансарды и перекрытий, добавить к ним значения временных нагрузок (вес снежного покрова, массу обслуживающего кровлю человека). Итоговая цифра обозначает суммарную нагрузку, согласно которой выбирают толщину стропил, мауэрлата, стоек и конькового прогона.

Если угол уклона скатов превышает 60 градусов, то в расчетах значением снеговой нагрузки можно пренебречь, так как вальмовая крыша с такой крутизной скатов не накапливает снег на поверхность, позволяя ему самостоятельно соскальзывать.

Устройство стропильной системы

Вальмовая крыша опирается на стропильную систему, набор элементов, осуществляющих распределение ее веса и поддержанию формы. В нее входит:

Мауэрлат, брус используемый в роли опоры для стропильной системы. Его сечение не должно быть менее 150х150 мм. Мауэрлат крепят на металлические шпильки к верхнему армированному поясу стен. У бревенчатых и брусовых домов эти функции выполняет верхний венец. Особенность вальмовой кровли в том, что для ее монтажа используют четыре мауэрлатных бруса, а не два, как для двухскатных.
Коньковых прогон. Брус на который опираются стропильные пары скатов, а монтируют его на вертикальные стойки.
Стойки. Опоры, устанавливаемые на лежень внутренней несущей стены. Они служат для поддержки конька и передачи нагрузки на фундамент здания.
Стропила. В такой конструкции используют стропильные ноги трех видов: накосные, идущие от конька к углам вальмы, рядовые, формирующие трапециевидные скаты и нарожные, которые закрепляют к накосным.
Подкосы. Так называемые подстропильные ноги под углом крепят к стропилам для снижения их прогиба под собственным весом. Упирают подкос в мауэрлат или стойку.
Затяжка и ригель. Горизонтально установленная перемычка между двумя стропилами, которая притягивает их друг другу и предотвращает распирание стен. Затяжку, которую располагают в основании крыши используют как балки перекрытий. Ригелем называют затяжку, монтируемую под самым коньковым прогоном.
Шпренгельная ферма. Совокупность элементов, служащих для поддержки диагональных стопил. Она состоит из непосредственно шпренгеля и горизонтальной схватки, в которую он упирается.

Накосные стропильные ноги испытывают больше нагрузки по сравнению с рядовыми и, как правило, превышают их по длине. Поэтому для их изготовления сращивают две доски, используемые для рядовых стропил, или закупают пиломатериалы вдвое большей толщины. Кстати, размер некоторых элементов стропильной системы превышает 6 метров, стандартную длину досок и бруса. Поэтому приходится применять наборные стропила, полученные путем соединения двух и более частей, или клееные.

Используемые материалы

Вальмовая кровля хороша тем, что для ее сооружения используют самые простые, общедоступные материалы. Это упрощает монтажные работы и не дает разорится на строительстве. Для изготовления стропильной системы применяют:

Металл. Оцинкованные уголки и двутавровые балки выдерживают большую нагрузку, не деформируясь, не поддаются коррозии. Однако имеют большой вес и высокую стоимость.
Дерево. Древесина, напротив, весит мало и стоит недорого, однако, как любой природный материал, подвержена гниению, действию вредителей и огня.

Не смотря на недостатки, дерево является более популярным материалом. Так как с помощью правильном обработке его можно сделать практически неуязвимым к внешним воздействиям. Достаточно лишь обработать деревянные элементы антисептическим составом и антипиреном для защиты от возгораний.

Грамотно рассчитанная и построенная согласно строительным нормам, кровля вальмового типа защитит обитателей дома от непогоды, поддержит комфортный температурный режим и украсит собой его внешний облик.

Видео-инструкция

Вальмовая крыша. Устройство, узлы и усиление вальмовой крыши

Важнейший элемент дома, который оказывает влияние на всю постройку, это крыша. Её конструкцию подбирают, учитывая погодные условия в вашей местности и материалы, что используются в строительстве. И, конечно же, большое значение имеет внешний вид крыши. Среди всех конструкций больше всего заслуживает вашего внимания вальмовая кровля.

Содержание:

Особенности и конструкция вальмовой крыши
Разновидности вальмовых крыш
Вальмовая крыша своими руками

Особенности и конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша пользуется особой популярностью, так как ей присущи высокие прочностные характеристики, долговечность и оригинальный вид. Также стоит отметить и её необычайную конфигурацию. Вальмовая крыша станет отличным выбором при обустройстве жилого чердачного этажа, так как позволяет упростить процедуру создания мансардных окон.

Кроме того, вальмовая крыша имеет обтекаемую форму. И благодаря этому она не так сильно подвергается разрушению от ветровых нагрузок, как другие конструкции. Конек крыши в свою очередь не подрывается порывами ветра. И на это свойство следует обратить внимание, если вы проживаете в южных районах с сильными ветрами.

Вальмовая крыша представлена четырьмя скатами. Они наклонены со всех сторон здания. Два ската являются боковыми, как у классической конструкции крыши. Еще два, дополнительные, располагаются между двумя предыдущими. В вальмовой крыше, в отличие от шатровой разновидности, присутствует не одна вершина, а две. Они соединены между собой коньком.

Вертикальные фронтоны имеют вид наклонных треугольных скатов. Они называются вальмами. Получается, что два ската у подобной конструкции принимают форму трапеции — по длинным сторонам. А по торцу – треугольную форму.

Конструкция вальмовой кровли состоит из таких узловых элементов:

Коньковый брус. Именно этот элемент является верхней точкой крыши и её главной несущей осью. В этом месте также соединяются все грани. Чаще всего при возведении вальмовой крыши центр конька совпадает с центром всего кровельного покрытия.
Угловые стропила. Стропильные ноги накосного типа выступают базовыми силовыми элементами и соединяют коньковый брус и углы постройки. Для их вырезания используют доски, толщина которых равна толщине конька. Стропильная нога одним концом крепится к коньку, а вторым — заходит за границы дома. Понадобится четыре штуки, зависимо от проекта.
Короткие стропила. Они могут быть разными по длине, но выходят под одним углом. При определении их количества во внимание принимают площадь крыши. Короткие стропила соединяются одним концом угловыми стропильными ногами. А другим они опираются на мауэрлат или угол здания, к коньку не крепятся.
Рядовой каркас. Центральные промежуточные стропила установлены на концах конькового бруса и выводятся на несущие стены здания. Их число равняется шести, с каждой стороны – по три.
Промежуточный каркас. Промежуточные стропила начинаются на коньке, а второй стороной опираются на мауэрлат. На вальмах не устанавливаются.

Разновидности вальмовых крыш

Перед устройством вальмовой крыши следует разобраться, какие они бывают. Если конструкция с вальмой обрывается выше уровня боковых скатов, то кровлю называют голландской. Также иногда можно встретить название датская крыша. Такую конструкцию сложнее построить, чем классическую вальмовую. Однако старые дома с подобной кровлей целыми десятилетиями, а иногда – и намного дольше, стоят без изменений.

Еще существуют шатровые вальмовые крыши, скаты которых принимают одинаковую форму. Боковых скатов попросту нет. Вальмы формируют одинаковый угол. Шатровые крыши обустраивают исключительно для домов квадратной формы.

Также можно встретить различные необычные ломаные вариации вальмовой крыши. Конструкция состоит из скатов, которые имеют разный размер и расходятся под разными углами. Сложные ломанные вальмовые крыши редко встречаются, но вид имеют самый эффектный.

Вальмовая крыша своими руками

Устройство вальмовой кровли следует начинать с проектирования такой конструкции. Если вы правильно разработаете схему, то её получится собрать самостоятельно без привлечения дополнительных рабочих.

Угол наклона крыши

Оптимальный угол наклона крыши стоит определять в зависимости от климатических условий в регионе:

Уклон в ветряной местности должен быть как можно меньшим. Так вы сможете защититься от больших нагрузок на внешние стены.
Наклон крыши для регионов, где случаются обильные снегопады, следует увеличить. Так с кровли будет быстро сходить снег.
В местности, где преобладает сухая и жаркая погода, уклон следует делать минимально возможным. Чтобы навсегда забыть о перегреве, выбирайте этот показатель на уровне 2-5°.

Угол наклона также рекомендуется выбирать, зависимо от материала кровли:

При использовании наборного материала в штуках, к примеру, шифера, создайте крышу под минимальным углом — 22°.
Для вальмовой крыши из рулонного материала угол наклона будет зависеть от числа слоев. Если вы планируете укладывать два слоя, то угол должен составлять до 15°. Если будете укладывать 3 слоя, то сделайте угол от 2 до 5°.
При монтаже кровли из профнастила крышу сооружайте под минимальным уклоном – при условии герметичных стыков от 12°.
Если вы надумали уложить металлочерепицу, сделайте минимальный уклон в 14°.
Для мягкой черепицы ограничьтесь наклоном вальмовой крыши в 11°.
При покрытии крыши ондулином угол достигает 6°.
Если вы выбрали мембранную кровлю, то запомните, что она подходит для крыш, которые имеют любой уклон.

Кроме того, уклон вальмовой крыши рекомендуется пропорционально увеличивать, если увеличилась общая площадь и количество материалов, которые используются при работе. Поэтому если вас интересует экономия, стоит учитывать этот момент при проектировании вальмовой крыши.

Площадь вальмовой крыши

Обратите внимание, что некоторые факторы в расчет вальмовой кровли не включаются:

габариты дымоходной трубы;
размеры мансардных окон;
фальцы;
не имеющие отношения к кровельному покрытию свесы и парапеты;
длина ската,
элементы брусков, что выступают над кровельным покрытием;
примыкания.

Площадь кровли определяют в метрах квадратных. Для проведения таких расчетов вы можете воспользоваться специальным калькулятором, который легко отыскать в сети. С его помощью определяется площадь вальмой крыши и количество строительных материалов.

Для расчета вальмовой кровли придется вспомнить знания, полученные на уроках геометрии. Так как вальмовая крыша имеет две вершины, то её общая площадь состоит из суммы площадей двух боковых плоскостей (трапеции) и площадей двух вальмов (треугольники):

Определить площадь вальма можно по формуле обыкновенного равнобедренного треугольника: S= 0,5*a*h, где а – основание вальма, h – высота вальмовой плоскости.
Площадь боковой плоскости определяется по формуле трапеции: S = h*(a + b)/2, где а – длина, b – основание, h – высота. Площадь трапеции получится разбить на площадь одного прямоугольника и двух треугольников.
При этом площадь рекомендуется вычислять по длине карнизов, а не по краям дома. Если вы планируете укладывать металлочерепицу или кровельные покрытия в рулонах, то длину ската уменьшите на 700 миллиметров.
Площадь коврового покрытия может намного превышать саму крышу. Это объясняется тем, что материалы укладываются с нахлестом. Также на крыше бывает много дополнительных элементов и примыканий. Поэтому чтобы рассчитать количество кровельного материала, прибавьте к площади крыши 10%. Если вы планируете возвести сложную крышу, то — 15-20%.

Расчет стропильной системы

Расчет стропильной системы вальмовой крыши – очень важная работа. Стропила должны выдерживать кровельный материал, нагрузки, создаваемые ветром и снегом. Поэтому при расчете учитывайте вес материалов, применяемых для создания кровельного покрытия и отделки, вес системы стропил и климатические условия в вашем регионе.

Для этой работы подготовьте замерную рейку и нанесите на неё все разметочные обозначения. Так вы избавитесь от неточностей в измерениях. Для изготовления рейки используйте фанеру, которая имеет ширину 5 сантиметров. Также приготовьте таблицу, где указаны соотношения длины и размещением стропильных ног, чтобы достичь высокой точности при измерениях.

Расчеты проводите в такой последовательности:

Длина стропильной ноги равняется произведению соответственного коэффициента.
Разметьте ось с торца постройки. Делайте по верхней обвязке.
Просчитайте половину ширины конька. Так вы выясните месторасположение первого элемента системы стропил.
Приложите конец рейки к размеченной линии. Другой — разместите по линии боковой стены. Здесь и будет место для промежуточной стропильной ноги.
Чтобы узнать длину стропила, один конец бруса установите на свес крыши, а второй — разместите на внешнем углу несущей стены.
Где расположить следующее центральное стропило, вычисляют так. Перенесите замерную рейку на край боковой стены, оставьте на ней пометки будущей системы стропил.
Аналогичные действия нужно провести на трех углах, что остались. Так вычисляется размещение конька и торцов промежуточных стропильных ног.

Для расчета угла наклона четырехскатной вальмовой кровли проделывайте манипуляции в такой последовательности:

Измерьте горизонтальную проекцию промежуточной стропильной ноги, используя замерную рейку.
В таблице найдите подходящий угол крыши. Совершите произведение этих показателей.
Измерьте длину стропила от места, где крепится опора, до конька.
Аналогичным образом определите длину свеса. Сделайте произведение соответственного коэффициента на горизонтальную проекцию.

Теперь поговорим об накосной детали. Расчет стропильной ноги проведите так:

Отмерьте её длину от угла жилого дома.
Проекцию можно получить, если произведете квадраты проекций рядового каркаса.
Результат умножьте на поправку. Это и будет длина угловой стропильной ноги.

Монтаж опор для стропил

Первым делом установите опоры для поддержки бруса конька:

Нижние опоры различаются, зависимо от использованного для возведения дома материала. В брусчатых или рубленых домах эти функции выполняют верхние венцы сруба. В зданиях, которые сооружены по каркасной технологии, опорой выступает верхняя обвязка каркаса. В кирпичных домах накосные стропильные ноги опираются на мауэрлат.
Мауэрлат нужен для распределения нагрузки на внешние стены. Для его изготовления возьмите балку из древесины, что имеет сечение 100х100 мм. Этот элемент можно укладывать ближе к внутреннему краю стены или по центру.
Чтобы крышу не сорвало ветром, прикрепите его с помощью скруток из проволоки. Выдерживайте при этом шаг в 1000 мм.
Чтобы вы могли свободно осматривать мауэрлат и стропила, выдерживайте определенные расстояния. От чердачного перекрытия до мауэрлата должно быть хотя бы 400 мм.
Верхняя опора для системы накосных и диагональных стропильных ног – балка, сечение которой равно сечению диагональных стропил.
В конструкции вальмовой крыши нет кирпичных фронтонов, которые имеет двускатная кровля. Поэтому установите под коньковый брус стойки, которое имеют сечение 100х100 мм. Располагают их с шагом 3-4 м, как показано на фото вальмовой кровли.
Стойку обоприте на лежень. Уложите его на внутреннюю несущую стену или плиту перекрытия. В первом случае для изготовления лежня используют доску, что имеет сечение 50х150 мм. Во второй ситуации — брус, который обладает сечением 150х150 мм. Под лежень в обязательном порядке уложите рулонную гидроизоляцию.

Установка стропильной системы

При устройстве системы накосных и диагональных стропильных ног вальмовой крыши следуйте такой инструкции:

Накосные стропила крепятся к внутренним углам стен, а диагональные — к внешним. Длина первых больше обычных стропил, так как на них возложена в полтора раза большая нагрузка.
На стропильные ноги накосного типа будут опираться укороченные стропила скатов. Их называют нарожниками. Их принято изготавливать спаренными из двух рядовых ног.
Под стропила диагонального вида устанавливают опоры — одну или две. Для их изготовления используйте стойки из бруса. Подкосы размещают под острым углом 45°.
Промежуточные стропильные ноги опираются сверху на коньковый брус, а снизу — на мауэрлат. При их монтаже придерживайтесь шага в 1,0-1,2 м. Сечения подобных ног нужно выбирать, зависимо от схемы балки — одно- или двухпролетная, шага стропил, создаваемой весом крыши и снегом нагрузки. Помните, что промежуточные стропильные ноги не должны быть слишком длинными.
Каждое второе стропило крепите к несущей стене с помощью скруток. Сделайте их из 2 проволок, что имеют диаметр 4 мм. Промежуточный каркас соедините с мауэрлатом. Используйте для этого обратную скобу.
Угловые стропильные ноги известны под названием нарожники. Также зачастую их называют полуногами, так как они имеют укороченную длину. С одной стороны нарожники опираются на мауэрлат, со второй – на диагональную ногу. Для равномерной распределения нагрузки от угловых ног на накосные нарожники крепят к диагональным в разных местах, согласно схеме вальмовой кровли.
Для симметричного размещения всех стропильных ног сделайте отметки на коньковом брусе и мауэрлате. Наиболее важный момент при изготовлении стропильной системы вальмовой крыши — грамотное соединение всех элементов в местах, где пересекаются центральные и диагональные стропила. Сделайте для этого на брусьях надрезы, которые имеют двойной скос.

Усиление крыши и обрешетка

Чтобы конструкция вальмовой крыши получилась долговечной и надежной, не достаточно просто изготовить крепкую стропильную систему. Необходимо также её усилить:

Для усиления в углах размещают шпренгель – брус, что перекидывается между плечами мауэрлата и образует угол. Эти стойки предназначаются для подпирания диагональных стропильных ног. Если шпренгель располагается вдалеке от угла, то рекомендуется к нему пристроить ферму.
На перекрытие установите стойки, которые сверху соединяются брусом. Он выступает настоящей подпоркой для стропил и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на здание. Подобные стойки выполняют функции полок.
Если диагональные стропила имеют очень большую длину, то вам следует использовать сдвоенные балки вместо одного бруса, как показано на видео о вальмовой крыше.
Для создания обрешетки рекомендуется использовать деревянные доски. Также для этой цели годятся бруски с сечением 40 на 40 или 50 на 50 мм.
Предварительно обработайте древесину защитным составом, затем — тщательно просушите. Лучше не брать для работы сырые доски, так как они способны вызывать деформацию кровельного покрытия.
Обрешетку располагают перпендикулярно стропильным ногам. Стропила должны размещаться сплошным слоем. Также можно их устанавливать с шагом 10-15 см. Способ обустройства обшивки зависит от типа кровельного материала. Скажем, для мягкой кровли обрешетка допускается только сплошная.

Устройство кровельного пирога

После установки обрешетки на вальмовой крыше можно заняться обустройством кровельного пирога:

Для начала уложите слой гидроизоляционного материала для предотвращения попадания под кровельное покрытие воды. Также гидроизоляция поможет избежать формирования конденсата. Зафиксируйте его к стропилам, используя строительный степлер. Сверху укрепите контробрешеткой, не забывая о зазорах между кровельным и гидроизоляционным материалом для создания вентиляции.
Размещение пароизоляционного и теплоизоляционного материала будет зависеть от предназначения чердака. Определите, каким он будет – теплым или холодным. В ситуации с холодным чердаком утеплите пол, потому что утечки теплоты из жилого пространства минимальны. В случае с теплым чердачным помещением утеплите и крышу. Уложите утеплитель между стропилами. Затем обшейте обратную поверхность вальмовой крыши строительным картоном. В итоге вы получите потолок для мансарды.
Под утеплитель зачастую укладывают пароизоляционный материал. Размещается он внахлест. Поэтому вам следует рассчитывать на большой расход материала.
При выборе кровельного материала учитывайте его внешний вид, прочностные характеристики, надежность и долговечность. Также обратите внимание и на погодные условия в регионе и угол наклона вашей крыши.
Вальмовая крыша – это классическая конструкция, поэтому прекрасно будет смотреться глиняная черепица, которая не поддается деформациям и не выгорает.
Присмотритесь к другим черепичным материалам – битумной и металлической черепице. Они имеют бюджетную стоимость, отличаются простым монтажом, характеризуются высокими показателями устойчивости к разного рода повреждениям и шумоизоляции.
Допускается использование листовых вариантов кровельного материала из металлопрофиля. Чтобы достичь самого оригинального вида вальмовой крыши, задумайтесь о медном покрытии. Это дорогостоящий материал, который увеличивает цену вальмовой крыши. Однако его стоимость с лихвой оправдывается экологической чистотой и большой выносливостью.
Затем займитесь покрытием коньков и карнизных свесов, отделкой дымоходных труб в тех местах, где они проходят через крышу, устройством разжелобков и слуховых окон. Особое внимание уделите установке элементов снегозадержания, водосточной системы и ограждений крыши.

Таким образом, вальмовые крыши пользуются большой популярностью. Особенно, если вы решили построить небольшой загородный дом или дачу. Присмотритесь к вальмовой кровле при возведении офисного строения представительного характера. К тому же подобная конструкция будет идеальной для постройки оригинальной архитектуры с возвышениями, выступами и башенками. А еще вальмовая крыша – идеальна при устройстве мансардного этажа.

конструкция, устройство, шаг стропил кровли, накосные и висячие элементы, мауэрлат, диагональная стропильная нога, схема опирания

Содержание:

Вальмовая крыша характеризуется большим количеством преимущественных моментов, среди которых выделяют привлекательную геометрию, равномерный прогрев и защита строения от осадков. Даже сильные порывы ветра не оказывают воздействия на такую конструкцию, так как она не имеет фронтонов. Если сравнивать ее с двускатной крышей, то можно отметить, что вероятность деформации вальмовой крыши намного меньше. Перечислять преимущества такой крыши можно очень долго, но нельзя забывать, что система стропильная вальмовой кровли — это достаточно сложная конструкция. Этот факт может стать весомой причиной при выборе типа крыши. Несмотря на это частные застройщики очень часто сооружают именно вальмовую конструкцию, благодаря ее сходству с четырехскатным остовом.

Некоторые особенности вальмовой крыши

При сравнении вальмовой и двухскатной крыши можно сразу заметить, что в устройстве вальмовой крыши отсутствуют вертикальные стенки фронтонов. Их заменяют треугольные скаты, располагающиеся с торцов. Благодаря этому визуальный и реальный объем крыши значительно уменьшается. С экономической стороны выгода от этого является спорным вопросом, так как при резке больших листов кровельного материала на вальмы происходит увеличение расходов.

Как и любое сооружение, вальмовая крыша условно делится на простые геометрические фигуры. Самый простой вариант имеет симметричные скаты: два в виде трапеции и два в форме треугольника. То есть вся конструкция состоит из четырех скатов, что послужило основанием для параллельного названия — четырехскатная крыша.

Боковой разрез вальмовой крыши имеет сходство с обычной двускатной крышей в форме треугольника. При визуальном осмотре в профиль можно увидеть трапецию, которая условно делится на прямоугольник с примыкающими по бокам развернутыми треугольниками. Форма трапеции определяется непосредственно застройщиком и зависит от отношения длины конька к длине карнизного свеса. Часть конструкции, которая имеет форму прямоугольника, возводится на основании кровельных стандартов по сооружению висячих и наслонных стропильных систем.

Вальмы, которые заменяют фронтоны, должны устанавливаться с определенным наклоном, так как конструкция предусматривает их соединение с наклонными сторонами трапеции. Именно устройство вальм является самым сложным этапом обустройства вальмовой стропильной системы. Тем, кто решит выполнить работу по аналогии с обычным скатным методом, можно сказать, что ничего из этого не выйдет. Все дело в том, что длина конькового прогона не соответствует длине ската, следовательно, стропильные ноги вальм в верхней части, а также примыкающие к ним треугольные части больших скатов, остаются без опоры.

В качестве опоры конструкцией предусмотрена установка особых накосных стропильных ног, которые соединяют коньковый брус и углы конструкции. Взгляд на вальмовую крышу сверху позволяет заметить, что накосные элементы представляют собой диагонали, по этой причине их второе название — диагональные. Кроме того конструкция вальмовой кровли подразумевает, что диагональ станет опорой для стропилин разной длины, установка которых выполняется под прямым углом к свесу. Эти разновеликие элементы называются нарожниками.

Таким образом, основными элементами вальмовой стропильной системы являются:

Рядовые стропила вальмовой крыши, нижняя часть которых опирается на балки перекрытия или мауэрлат. В зависимости от типа опоры стропилины могут быть висячими или наслонными.

Диагональные стропильные ноги, необходимые для соединения углов крыши и края конькового бруса. Такие элементы могут использоваться как для выпуклых углов вальмовой конструкции, так и при обустройстве вогнутых углов ендов.

Нарожники — элементы, создающие плоскость вальмы и частей трапециевидных скатов, которые примыкают к диагональным стропилинам.

Описание диагональных стропил

Учитывая расположение диагональных стропилин, можно определить, что их длина будет больше, чем аналогичный параметр рядовых стропилин. К тому же, являясь опорой для нарожников, они принимают на себя довольно большую нагрузку. Все это приводит к выводу, что диагональные стропильные ноги должны стать усиленными. Чаще всего для этого используют доски, предназначенные для рядовых стропилин, но спаренные между собой.

Спаренные накосы позволяют решить одновременно три задачи:

Увеличение нагрузки без риска деформации стропильной системы.

Получение цельного диагонального элемента (наращивание стропилин приводит к ослаблению отдельных участков).

Снижение расходов на монтаж стропильной системы (две доски будут стоить гораздо дешевле, чем цельный брус).

Значительная длина диагональных стропилин требует установки дополнительных опор, количество которых определяется длиной диагонали.

Опоры для диагональных элементов

Конструкция вальмовой стропильной системы независимо от размеров предполагает обязательное наличие опор, усиливающих диагональные стропильные ноги. При длине накоса больше 9 метров, то требуется установка не менее двух опор. Пролеты меньшей длины могут опираться на одну опору, расположенную в верхней части.

Опорой для диагональных стропильных ног могут служить:

Вертикальные стойки, устанавливаемые непосредственно на перекрытие. Если перекрытие железобетонное, то под стойку обязательно подкладывают кусок гидроизоляционного материала.

Подкосы, которые нижней частью упираются в лежень и располагаются под углом 45 градусов, причем величина угла наклона особой роли не играет.

Шпренгели, которые выполнены в виде литеры «Т» в перевернутом виде. Этот элемент используется в тех случаях, когда диагональ нуждается в двух и более опорах (прочитайте также: «Элементы стропильной системы – из чего состоит конструкция, правила устройства»). При установке важно следить, чтобы основание шпренгеля располагалось перпендикулярно накосу. В большинстве случаев такие опоры размещают ближе к углу крыши, то есть в нижней части накосных стропил.

Дополнительные опоры лучше всего изготовить из спаренных досок и установить в местах, где предполагается наибольшая нагрузка.

Конструкция опорных точек накосов стропил

Верхней частью накосная стропильная нога упирается в коньковый брус. Конструктивные особенности вальмовой крыши позволяют сделать это несколькими способами:

Если конструкция крыши имеет один коньковый прогон, то накос упирается на консоль конька.

Если стропильная система имеет два коньковых прогона и рядовые стропилины из досок, то накосы должны упираться на шпренгель, основание которого лежит на коньковых прогонах.

Если конструкцией предусмотрено наличие двух прогонов, а стропила выполнены из бруса, то вместо шпренгеля используют прибоину. Этот элемент выполняется из обрезка доски толщиной более 5 см и соединяет между собой рядовые стропилины недалеко от конька.

В зависимости от способа посадки верхнюю часть накоса подрубают. Крепить диагонали можно гвоздями, при этом допускается усиление скруткой из проволоки или металлическим хомутом.

В нижней части диагональные стропилины вальмовой крыши с опиранием на мауэрлат крепятся с помощью металлических скоб или уголков непосредственно к мауэрлату или к специально установленной угловой балке.

Устройство нарожников

Посредством нарожников формируются вальмы и треугольные части больших скатов. В верхней части элемент упирается на диагональную стропилину, внизу — на мауэрлат или балки перекрытия.

Нарожники устанавливаются двумя способами:

С помощью врубки. В диагональных стропилинах вырубают гнезда на расстоянии 20 см друг от друга, при этом следует помнить, что врубка нарожников смежных скатов не должна выполняться напротив друг друга.

Монтаж черепных брусков, которые будут выступать в качестве опор для нарожников. Для этого берут бруски 5*5 см и наколачивают их на нижнюю часть накоса. Этот вариант считается более эффективным, так как врубка может ослабить прочность и устойчивость накоса. Кроме того использование такого способа позволяет располагать нарожники напротив друг друга.

Крепление нарожников в нижней части выполняется по аналогии установки рядовых стропильных ног.

Монтаж простой вальмовой стропильной системы

Самым простым способом возведения вальмовой крыши является покупка готовой стропильной системы и ее установка. Но строительство вальмовой стропильной системы своими руками доставит большее удовольствие и позволит создать конструкцию, соответствующую всему строению. Чтобы убедиться в собственных силах, можно потренироваться на небольших постройках, например, возвести четырехскатную крышу над беседкой или летней кухней.

Создание простейшей вальмовой крыши проходит в несколько этапов.

Этап 1. Создание модели крыши и составление проекта.

Строительству любой конструкции предшествует этап проектирования. Это помогает определить форму конструкции и приобрести нужное количество материала. Простая вальмовая крыша не требует составления сложного чертежа, достаточно от руки нарисовать примерную схему стропил вальмовой крыши.

Чтобы составить простейший проект вальмовой крыши достаточно выполнить действия, описанные в следующей инструкции:

Определяются параметры строения, согласно которым составляется примерный чертеж крыши в профиль и анфас. Чтобы рисунок соответствовал реальным параметрам, необходимо выбрать масштаб, чаще всего выбирают 1:25. Это означает, что размера в действительности следует разделить на 25.

Выбрать оптимальную высоту крыши помогает рисунок контура крыши, причем в нескольких вариантах. У наиболее подходящего рисунка измеряют угол наклона скатов.

Далее на рисунке отмечают точки установки наслонных стропильных ног, при этом каждую сторону нужно разделить на равные участки. Шаг стропил вальмовой крыши должен быть оптимальным, чтобы не увеличивать расход строительного материала, но и не усиливать конструкцию дополнительной контробрешеткой.

Следующим шагом определяют длину конька. При этом следует помнить, что эта часть конструкции должна соединять целое количество стропильных ферм. С обеих сторон длинной стороны нужно отложить одинаковые отрезки.

На основании рисунка высчитывается необходимое количество материала.

Количество крепежных элементов определяется числом стропильных ног, с учетом всех узловых креплений. Для каждой стропилины нужно приобрести по два уголка. Доски лучше всего покупать с небольшим запасом, чтобы была возможность устранить случайные ошибки в строительстве. Если конструкция возводится на бетонной или кирпичной коробке, то следует позаботиться о приобретении бруса, из которого будет сооружаться мауэрлат для вальмовой крыши.

Этап 2. Монтаж основной части.

Для удобства работы опытные строители рекомендуют сделать вспомогательные леса.

Монтаж вальмовой стропильной системы начинается с устройства коньковой части:

Непосредственно посередине стенок, к которым будут примыкать вальмы, прибивают по одной доске. Между ними натягивают строительный шнур, который должен проходить строго по центральной оси.

С одного из торцов строения прикладывают две стропилины, их пересечение должно проходить под шнуром. Отмечают линию спила верхней пятки стропильной ноги с учетом конькового прогона толщиной около 5 см. Спиливают необходимую часть элемента, чтобы конвертная крыша получилась необходимой формы.

По сделанной заготовке напиливают остальные стропилины. При этом следует помнить, что при возведении вальмовой крыши с висячими стропилами учитывается длина карнизного свеса.

Собирают фермы из двух стропильных ног и крепят их на один гвоздь.

Через все фермы устанавливают коньковый брус и прибивают к нему стропилины.

В нижней части наслонные стропилины крепятся к мауэрлату, висячие стропила вальмовой крыши — к балкам перекрытия. В обоих случаях крепление выполняют с помощью металлических уголков.

Ранее прибитые вспомогательные доски можно убрать, так как нужды в их потребности больше нет.

Этап 3. Строительство вальмовых скатов.

Стропила вальмовой части крепятся по аналогии рядовых стропильных ног: верх фиксируется гвоздями, низ — посредством уголков к мауэрлату или верхнему бревну.

Установку выполняют следующим образом:

Выставляют первую диагональную стропилину и ставят отметку на месте спила. При этом нижняя часть элемента должна располагаться в углу крыши.

Отпиливают элемент по намеченной линии и фиксируют его: верх — с помощью гвоздей, низ — уголками.

Остальные диагональные стропила устанавливаются по аналогичной схеме.

Для заполнения вальмового ската нарожники примеряются и устанавливаются индивидуально.

После этого переходят к монтажу нарожников основных скатов.

После установки всех элементов стропильной системы выполняют следующее: с помощью проволочной скрутки каждую вторую стропилину привязывают к бревну второго ряда или к деревянным пробкам, которые предварительно закладывались в стены. Кроме того проволочная скрутка может быть заложена в кирпичную кладку или между блоками в процессе возведения стен. При этом следует помнить, что от верха до места расположения скрутки должно быть не меньше трех рядов кирпича или двух рядов блоков.

Готовую стропильную систему закрывают обрешеткой. Если покрытие будет мягким, то обрешетка должна быть сплошной из досок, фанеры или плит OSB. Жесткие кровельные материалы можно укладывать на обрешетку из бруска, прибитого с определенным шагом.

Возведение сложной вальмовой кровли

Каркас сложной вальмовой крыши возводится в аналогичной последовательности, но с небольшими доработками. Например, диагональные стропилины должны фиксироваться более прочным способом, с установкой дополнительных опор. Коньковая часть устанавливается после монтажа опорной рамы, включающей в себя лежень внизу и коньковый прогон сверху.

Возвести стропильную систему вальмовой крыши намного труднее, чем обычную двускатную конструкцию. Однако четырехскатная крыша выглядит более привлекательной и над домом, и над легкой постройкой.

Испытав свои силы при возведении вальмовой крыши над беседкой или другим бытовым строением, можно добиться хорошего результата в самостоятельном строительстве четырехскатной крыши над жилым домом.

<br />

Крыша Дома

Как рассчитать высоту крыши правильно – самый простой и верный способ
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.

Как сделать утепление перекрытия холодного чердака – чем лучше утеплить
Чтобы снизить потери тепла в частном доме, одной эффективной системы отопления недостаточно – для их минимизации необходимо утепление всех элементов постройки. Это же касается и кровли. Если не планируется обустройство мансарды, потребуется утепление перекрытия холодного чердака.

Какую доску для обрешетки крыши лучше использовать
Долговечность кровельной конструкции зависит от качества обустройства основания, на которое предстоит укладывать слои кровельного пирога. Для создания обрешетки часто используют разнообразные пиломатериалы, в том числе и доску для кровли крыши.

Как вывести трубу через крышу из профнастила – избегайте ошибок
Дымоотводящая конструкция является элементом, который характеризуется повышенной пожарной опасностью, поэтому к решению проблемы, как сделать отверстие в крыше под трубу, следует подходить ответственно. Также важна защита кровли от проникновения влаги, в противном случае срок ее службы значительно сократится.

Какой кровельный поликарбонат лучше выбрать для крыши
На отечественном рынке стройматериалов появилось много современной продукции, среди которой значится и кровельный поликарбонат. Светопропускающие крыши, возведенные с его использованием, позволяют создать устойчивую связь между внешним пространством и внутренним интерьером домовладения, что является новым направлением в архитектуре.

Как сделать демонтаж шифера – как правильно снять материал с крыши
Перед тем, как приступить к реконструкции или выполнению капремонта стропильной конструкции, а также, если нужно поменять прежнее покрытие кровли из листов асбестоцемента на новый современный материал, следует продумать, как снять старый шифер с крыши.

Как сделать расчет водостока правильно – нюансы в деталях
Во время проливного дождя или обильного снегопада на всех крышах зданий собирается значительное количество осадков. Чтобы они не попадали в грунт под фундамент или не скатывались потоком по стенам, необходимо обустройство конструкции водоотведения.

Как сделать подшивку фронтонов – варианты отделки свесов крыши
С целью защиты кровли от негативного воздействия окружающей среды производится подшивка фронтонов. Кроме этого она придает строению завершенный внешний вид. Это мероприятие выполняется после завершения кровельных работ.

Как сделать стропила мансардной крыши – особенности установки стропильной системы
Надежность каркаса кровли с жилым чердаком зависит от того, насколько качественно выполнен монтаж стропил мансардной крыши. Сложность данного процесса объясняется необходимостью учитывать нескольких важных составляющих, оказывающих воздействие на стропильную конструкцию.

Как выбрать профлист для кровли — технические характеристики кровельного материала
Приобретая профнастил, особое внимание следует уделить параметрам листа данной кровельной продукции, поскольку от этого зависит количество мест стыковки при его монтаже, а значит и герметичность создаваемой поверхности. Подбирают формат кровельного материала, исходя из размеров скатов, благодаря чему удается минимизировать количество отходов.

Оптимальный и минимальный уклон кровли из профлиста – допуски и нормативы
Профнастил имеет отличные эксплуатационные качества, благодаря чему он получил широкое применение в гражданском и промышленном строительстве. Создать качественное покрытие крыши с его использованием можно при условии соблюдения технологии укладки и уклона кровли из профлиста.

Какая вентиляция на крышу дома нужна – выбираем элементы системы
Влага может проникать в дом извне в виде выпавших осадков и изнутри в качестве конденсата. Ее наличие в помещениях приводит к распространению вредных микроорганизмов и плесени, справиться с которыми будет сложно. Предотвратить это и увеличить срок эксплуатации домовладения с теплой мансардой поможет система вентиляции кровли.

Как сделать расчет водосточной системы правильно – инструкция по шагам
Одной из важных защитных мер, способствующих увеличению срока эксплуатации фасада, основания и кровельного покрытия строения, является надежная конструкция водоотведения атмосферных осадков с поверхности крыш.

Как прикручивать металлочерепицу в разных частях кровли
Сейчас металлическая черепица считается одним из самых востребованных кровельных материалов, благодаря наличию у нее таких качеств как прочность, долговечность, доступная цена, хороший внешний вид и простой монтаж. Чтобы поверхность крыши получилась надежной, большое значение имеет качество крепления металлочерепицы.

Как выполняется укладка поликарбоната на навес – пошаговое руководство
Одним из популярных материалов в последние годы стал поликарбонат. Его используют при обустройстве крыш оранжерей, теплиц, балконов, беседок, при строительстве хозяйственных построек, навесов для автомобилей и т.д. Чтобы конструкция прослужила длительное время, нужно знать, как правильно укладывать поликарбонат.

Крыша Дома

Оборудование для защиты кровли HippLock | Вспомогательные устройства для крутых крыш

В прошлом году мне была предоставлена возможность ознакомиться с подъемным якорем HippLock. Сначала позвольте мне дать вам небольшую предысторию. Я занимаюсь регулировкой собственности в течение 7 лет и с первого дня провожу осмотр крутых и высоких крыш. Последние 20 лет я занимаюсь скалолазанием, поэтому я не новичок в оборудовании, связанном с защитой от падения.

Первые несколько лет в качестве регулировщика я редко использовал какие-либо средства защиты от падения.Когда я это сделал, мне потребовалось много времени, чтобы провести веревку через крышу (молясь, чтобы теннисный мяч не разбил окно в задней части дома), найти точки привязки на обоих концах веревки, затем подняться на крышу. На это нужно не только много времени, но и много веревки. Защита гребня также была большой проблемой, поскольку трение о веревку могло легко повредить черепицу. Уход в сторону от естественного положения веревки также был проблематичным, поскольку это создает чрезмерную нагрузку на веревку, что только увеличивает вероятность повреждения черепицы.

Войдите в HippLock. Никакой веревки, просто скатайте ее по склону и переверните через гребень. Это оно. С привязанной веревкой вы готовы подняться на гребень. И вам понадобится только веревка длиной 20-30 футов, а не 150-200 футов. Устройство ощущается твердым, когда натягивается на веревку, и вы можете отклониться в сторону от его места на гребне, чтобы проверить, нет ли повреждений. Моя любимая часть использования HippLock заключается в том, что его легко перемещать с места на место на крыше, чтобы иметь возможность осматривать все области.Это непросто с канатной анкерной системой через верх. Нет необходимости слезать с крыши и перемещать точки крепления. Я обнаружил, что после получения доступа к первому выступу, снятие шестов и размещение их в желобе очень упростило перемещение HippLock с места на место.

Больше всего меня беспокоило то, что HippLock зафиксирован для использования на поле 10/12. Я протестировал его удерживающую способность на многих различных шагах, включая нестандартные, и был приятно удивлен, обнаружив, что на 8/12 он ощущается так же надежно, как и на 10/12.Я даже смог использовать его на 14/12, и это было так же безопасно. Без проблем. Обожаю эту вещь !! Я не могу дождаться, когда появится тазобедренная насадка, и опробовать ее. Было бы здорово быть закрепленным на прочном и прочном якоре, а не обматывать веревку вокруг вентиляционного отверстия или прикреплять к гвоздю для доступа к бедрам. Не смейся, вы все это сделали или, по крайней мере, думали об этом.

Самая большая проблема для любого регулятора — безопасность крыши. Это устройство надежно удерживает вас на крутых и высоких крышах, позволяя выполнять больше работы без дополнительной помощи.Оставьте лестницу позади и зарабатывайте больше денег эффективнее и безопаснее. Я рекомендую HippLock всем, кто выбирает двухэтажные и крутые крыши.

Вальмовая крыша: лучшее в современном дизайне крыши

Обновлено: 28 сен.2020 г. | Категории: Крыша

Шатровая крыша или шатровая крыша — это новинка современного дизайна крыш домов. Они спроектированы таким образом, что напоминают пирамиду. Модель имеет четыре наклонные поверхности, которые соединяются в один общий гребень, называемый бедром.

Эта конструкция очень предпочтительна из-за ее долговечности, роскошного внешнего вида и надежности конструкции. Однако это требует самой сложной формы конструкции, о которой мы также поговорим здесь.

С точки зрения дизайна, необходимых материалов, инженерной и технической поддержки, это также одно из самых дорогих строений, которое строится в наши дни. Вы увидите их на большей части новых домов в США и Европе. В азиатских регионах их в основном можно увидеть в северных районах.

В этой статье мы рассмотрим все аспекты этой современной структурированной кровли, о которых вам нужно знать.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовая крыша — это пирамидальная конструкция, которая завершается либо плоской частью на вершине, либо острием. Те, у кого нет вершины, выглядят как пирамида без замкового камня. Склоны очень пологие (не крутые) и вообще без фронтонов, так как все четыре стороны наклонные.

У некоторых домов более одного вальца, то есть у них может быть до 8 или даже 12 сторон крыши.Все стороны будут иметь одинаковый наклон, что придаст им симметричный вид по осевым линиям.

У них всегда есть однородная облицовка у основания крыши, так что желоба или альтернативы желобам могут быть размещены по всему периметру на одинаковой высоте. Иногда можно встретить такие, со слуховыми окнами, но не часто.

Конструкция вальмовой крыши

Вальмовая крыша в основном бывает двух типов. Это то, на чем мы сосредоточены здесь.Есть и другие варианты, которые мы обсуждали, например, мансардная крыша, но пока давайте ограничимся обсуждением.

Простая квадратная вальмовая крыша

Если смотреть с высоты птичьего полета, эта вальмовая крыша имеет квадратную конструкцию с четырьмя равными треугольными сторонами, сходящимися на одной вершине. Эта конструкция также известна как «пирамидальная крыша». Это самый распространенный вид, даже если у него нет бедра.

Прямоугольная вальмовая крыша

В этой конструкции дом или цоколь прямоугольный, а не квадратный.Это приводит к тому, что две стороны крыши принимают треугольную форму, а две другие напоминают трапеции.

Эта крыша имеет два остроконечных конца, которые соединяются посередине, образуя гребень. Как и вершина в простом квадратном бедре, здесь гребень является соединением всех четырех склонов.

Терминология, которую нужно знать

С технической точки зрения существует несколько инженерных функций, которые вы, возможно, захотите добавить в свой банк знаний о вальмовых крышах.

Эти крыши не имеют вертикальных концов, называемых фронтонами .
Долина — это то, что мы называем любым острым углом, где встречаются стороны крыши, а бедра — тупой угол.
Конец, где треугольные стороны встречаются с гребнем, известен как бедренный конец .

Эти термины важно знать, чтобы вы могли более четко общаться с профессионалами.

Каркас вальмовой крыши

Вы, должно быть, задаетесь вопросом, почему в наши дни шатровые крыши более популярны и раздуваются. Что ж, некоторые современные особенности этой конструкции крыши подчеркивают ее последние инновации.Конструкция состоит из следующих частей, чтобы сделать ее более надежной и прочной.

Стропила

Используется для размещения коньковой доски в центре здания. Они также отвечают за установку высоты и расположение концов гребня. Они покрывают территорию от конька до отметок наружных стен.

Доска конька

Это самая верхняя часть вальмовой крыши, которая используется для удержания на месте обычных и вальмовых стропил.

Набедренники

Это те, которые прибиты к коньковой доске и четырем внешним углам здания, образуя угол в 45 градусов. Также они используются для крепления верхней части стропил домкрата.

Джек рафтерс

Стропила вместе прибиваются к бедру и спускаются к стенам здания. По посадке и хвостовику они напоминают обычное стропило. Но на верхнем отвесе присутствует уникальный или особый разрез, называемый составной митрой.

Виды вальмовых крыш

В зависимости от конструкции сторон, стыков и формы основного здания существует несколько распространенных типов вальмовых крыш, которые обсуждаются ниже.

Простая вальмовая крыша

Этот тип — тот, который мы обсуждали как простой пирамидальный тип в зависимости от его структуры.

Скрещенная шатровая крыша

Эта конструкция напоминает крестово-двускатную крышу. В этом типе используются отдельные вальмовые крыши на зданиях с разным флигелем.

Хип и долина

Этот тип имеет аналогичную структуру, но с изменяемой базовой формой. Неправильная форма основания требует расширения гребня бедра, чтобы он соответствовал всем наклонам. Эти расширения называются долинами.

Использование вальмовых крыш

Являясь широко популярным и современным дизайном крыш, эта конструкция до сих пор используется в роскошных бунгало и коттеджах. Это связано с использованием высокотехнологичных инженерных решений, что не очень выгодно для бюджета.

Это дорого, поэтому вы встретите такие конструкции в основном в европейских регионах или в высокогорных регионах, таких как северные регионы Азии. Важность таких структурных крыш в северных регионах дополнительно раскрывается в доводах «за».

Достоинства и недостатки шатровой крыши

После общего обсуждения также важно знать общие особенности и соображения, которые следует учитывать при выборе такой крыши. Мы объединили все рыночные ценности и факты наблюдений в качестве важного ориентира для этой конкретной конструкции крыши.

Давайте затем рассмотрим преимущества и недостатки на основе структурных, экологических, экономических и других факторов.

Архитектурное значение

Это архитектурное новшество имеет особое значение с точки зрения используемых материалов и надежности конструкции. Сложность этой архитектуры зарекомендовала себя благодаря использованию некоторых из новейших технологий для обеспечения ее архитектурной устойчивости.

Инновации и роскошь

Внешний вид этой крыши достаточно хорош, чтобы придать любому дому или зданию классику и роскошь.Его можно отремонтировать, покрасить и украсить по вашему желанию.

Этот новаторский дизайн кажется не чем иным, как сказочной хижиной, поскольку его элегантность и стиль дополняют друг друга.

Современный дизайн

О современной тенденции вальмовой кровли можно судить по тому факту, что она популярна во всей Европе по бесчисленным причинам, в том числе роскоши.

Структурная прочность

Правильное и точное использование специальных стропил для каждой цели обеспечивает такую точность, что делает конструкцию очень прочной и прочной.Ветер, дождь и снег бессильны против его хитроумной конструкции.

Аэродинамический

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы чаще видим такие дома в высокогорных регионах, в более холодных климатических регионах или в Европе, особенно? В основном это связано с успехом этой крыши в ее аэродинамических свойствах.

Эта конструкция специально разработана для обеспечения аэродинамической устойчивости к сильным ветрам и ливням. Им всегда удается выдержать напор ветра, если они построены из материалов хорошего качества под наблюдением специалистов.

Вентиляция

Вальмовые крыши также предпочтительны из-за их эффективной системы вентиляции. Такая конструктивная конструкция позволяет хорошо вентилировать дом с достаточной высотой крыши и мансардными окнами или вентиляторами на чердаке.

Дренаж

Вы когда-нибудь задумывались, насколько легко будет с такой конструкцией отвод воды или установка водосточных систем? Да, этот дизайн поддерживает как без борьбы, так и без изменений первоначальный дизайн здания.

Кроме того, во время дождя склон обеспечивает идеальную поверхность для быстрого слива воды.Вода не накапливает и не разрушает древесину крыши. Структура также не позволяет воде капать.

Покрытие и стабильное крепление листов, а также черепицы или черепицы и стропил обеспечивают надежную защиту от протечек или просачивания.

Сложная конструкция

Можно управлять различными шагами и углами с помощью множества изготовленных на заказ стропил и ферм. Для такой проблемной конструкции требуется сложная конструкция, требующая усилий и затрат.

Требуется экспертиза

Этот проект может стать катастрофой, если вы не наймете известную команду экспертов для этой работы. Это требует точных измерений, качественного материала, умственных способностей и техники, которые может предоставить только опытный персонал.

Учитывая это, этот вариант не должен быть для вас сложным, если вы хотите вложить изрядные деньги в его строительство. Убедитесь, что вы используете свои деньги добросовестно, не идя на компромисс с людьми, которые сделают это за вас.

Бюджет

Как правило, эта шатровая конструкция крыши может стоить от 20 до 50 000 долларов только за начальную конструкцию, которая может варьироваться в зависимости от размеров и конструкции. Будьте готовы платить от 8 до 12 долларов за квадратный фут за шатровую крышу одноэтажного дома.

Помимо основной конструкции, обрамление шатровых крыш обходится дороже и дороже, чем любая другая конструкция крыши. Эти вложения можно окупить с течением времени благодаря минимальным затратам на техническое обслуживание.

Вальмовая крыша — эффективная и сложная

Эти крыши привлекают все больше внимания и вызывают большой интерес у домов в холодном климате. Как правило, они придают конструкции дома приятный эстетический вид, с которым не может сравниться ни один другой дизайн или архитектура.

Люди вкладывают деньги в дом ради удовлетворения на всю жизнь; следовательно, они склонны искать лучшие доступные конструкции в зависимости от своего бюджета. Среди этих соображений, вальмовая крыша теперь является самой популярной особенностью из-за деталей, которые мы описали.

Вам также понравится:

Редактор:

Рик Уорст

Рик — консультант по домашнему дизайну и энтузиаст, всю жизнь которого занимают дом и сад. Начавшись как хобби, Worst Room превратилась в рулевую рубку информации и вдохновения как для профессионалов, так и для владельцев дома. Рик является владельцем и редактором наших многочисленных авторов контента. Узнайте больше о работе «Рик и худшая комната» здесь.

Патенты на коньки крыши и патентные заявки (класс 454/365)

Номер патента: 10415253

Реферат: Вентиляционное отверстие на крыше выполнено из извитых нитей.Вентиляционное отверстие в крыше включает центральную часть, первую концевую часть и вторую концевую часть, все они сделаны из извитых нитей. Каждая из первой и второй концевых секций включает верхний слой, сделанный из извитых нитей, и нижний слой, сделанный из извитых нитей. Толщина первой концевой секции может быть по существу такой же, как толщина центральной секции. Фильтр может закрывать верх центральной секции, верхнюю часть, концы, стороны и низ первой и второй концевых секций, а также часть низа центральной секции, оставляя среднюю часть низа центральной секции. не закрывается фильтром.

Тип:
Грант

Подано:
1 мая 2015 г.

Дата патента:
17 сентября 2019 г.,

Цессионарий:
Owens Corning Intellectual Capital, LLC

Изобретателей:

Пол Эдвард Гассман, Джеффри Уэйн Смит, Джей Д.Вагнер

Вальмовая крыша своими руками. Устройство стропильной системы вальмовой кровли

Дачные участки не отличаются большими размерами. Поэтому многие строят дома небольшой площади и увеличивают жилую площадь, создавая на чердаке дополнительные жилища. Это возможно при правильном выполнении устройства стропильной системы вальмовой крыши.

1

Такая крыша выполняется в виде четырех скатов.Два из них классические боковые в виде трапеции, а еще два треугольных по концам кровли. В отличие от шатровой крыши, где все четыре ската сходятся в одной точке, вальмовая имеет две вершины, соединенные коньком.

Четырехскатная вальмовая крыша

Это боковые треугольные фронтоны, которые выполняются с наклоном, и называются бедрами. Двускатная крыша также имеет треугольные торцевые фронтоны, но расположены они строго вертикально; эти скаты имеют наклон у вальмовой крыши, что является отличительной чертой этого типа кровли.

Двускатная крыша

Вальмовой крышей называют, если концевые скаты, начиная от конька, доходят до внешней стены, то есть до карниза. Но есть варианты, когда пандус прерывается и в одном месте переходит в вертикальную плоскость. Тогда подобная крыша называется полушатровой или голландской.

2

По способу монтажа и использованию различных материалов такие кровли можно отнести к сложным конструкциям. В основном конструкция вальмовой кровли состоит из мауэрлата, конькового бруса, стропил — угловых, коротких и промежуточных.

Мауэрлат — это деревянный брус, устанавливаемый по всему периметру дома на самом верху стен. Он служит для правильной передачи и распределения нагрузок от ветра, снежного покрова, веса кровли и несущих стен самого здания. Этот элемент представляет собой соединительную верхнюю обвязку для стен из штучных материалов — кирпича, бетонных блоков.

Мауэрлат бедренный

Для стен из бревна или бруса мауэрлат не подходит.Его роль играют верхние венцы сруба.

Коньковая балка — это основной элемент, соединяющий все скаты кровли в единую конструкцию. Он должен быть такого же сечения со стропильными ногами. В противном случае в будущем возможен перекос всей стропильной конструкции и кровли в целом.

Угловые стропила, иначе называемые косыми или диагональными стропилами, являются основными силовыми частями, соединяющими углы короба здания с коньковой балкой.Для их изготовления понадобится доска, равная по толщине коньковому брусу. Одним концом он крепится к коньку, другим опирается на мауэрлат. В зависимости от проекта кровли используется разное количество таких стропил, но не менее четырех.

Стропила вальмовой крыши

Короткие стропила могут быть разной длины, но при сборке конструкции крыши все они выходят под одним углом и параллельны промежуточным стропилам. Когда производится необходимый расчет их количества, в первую очередь учитывается площадь всей кровли.Одним концом короткие стропильные ноги соединяются с угловым стропилом, а другим упираются в наружную стену здания.

Центральные стропила устанавливаются верхним концом на коньковый брус, нижним упором на дом. Как правило, их расчет такой: три с одной стороны крыши и столько же с другой, но при проектировании кровельных систем для больших домов допускается увеличение их количества.

Промежуточные стропила — это элементы, закрепленные на коньке с одной стороны и опирающиеся на мауэрлат с другой.На вальмовых спусках их обычно не используют, так как вся территория закрывается короткими стропилами. Расчет сечения и количества промежуточных элементов производится исходя из несущей способности стропильной конструкции и типа рубероида.

В большом здании потребуется установка дополнительных усиливающих элементов в виде подкосов и вертикальных стоек, поддерживающих коньковые балки и ферменные конструкции, для предотвращения провисания диагональных стропил.

3

Кровельные системы в этих типах крыш выполняются в различных вариантах исполнения.Например, если скат вальма не доходит до конька, в результате чего наверху образуется вертикальный небольшой фронтон треугольной формы, то такую крышу называют голландской.

Голландская вальмовая крыша

Также выделяются шатровые крыши. У них все четыре ската одинаковой формы, а боковых фронтонов в таких конструкциях просто нет. Бедра в этом варианте представляют собой треугольные поверхности, наклон которых выполнен под одним углом с другими наклонами. Как правило, такие системы используются для зданий с площадью в проекции квадратной формы.В группе вальмовых крыш бывают мансардные, четырехскатные, двускатные, многоскатные и двускатные.

Шатровая крыша

Кроме того, бывают ломаные крыши, состоящие из скатов разного размера, угол наклона которых разный. Такие конструкции очень сложны в устройстве, также сложно произвести и их расчет. Поэтому они не распространены, но следует отметить, что они имеют очень привлекательный внешний вид. Оценить эффективность крыш с нарушенной конструкцией стропильной системы вы можете на видео, где также рассказывается об особенностях их возведения.

4

Устройство вальмовых стропильных систем начинается с разработки их проекта. Правильный и грамотный проект позволит в короткие сроки собрать крышу. Оптимальный выбор угла наклона определяется в зависимости от климатических условий:

В регионах, где преобладает ветреная погода, угол наклона должен быть меньше, это снизит нагрузку на крышу от ветра.
При более снежных зимах угол наклона откосов, наоборот, увеличивается, чтобы на крыше не скапливались лед и снег.

Проект вальмовой стропильной системы

При выборе угла стропил, соответственно, также проводится расчет необходимого количества материала. И если для обрешетки практически во всех случаях расчет основан на общей площади кровли, то количество и сечение угловых и коротких стропил рассчитываются отдельно, в зависимости от выбранного типа кровли.

Помимо климатических особенностей региона, при выборе угла наклона учитывается тип рубероида:

Если используется наборный материал, например, шифер или металлочерепица, то, чтобы не увеличивать нагрузку на стропила, лучше делать угол не менее 22 °.
При использовании рулонных покрытий учитывается количество слоев. Чем их больше, тем меньше можно сделать уклон пандусов.
Устройство большего угла наклона откосов позволяет использовать рубероид — профнастил, но учитывается высота профиля. Угол наклона может варьироваться в пределах от 20 до 45 градусов.

Выбор угла кровли по материалу

Правильный расчет угла наклона кровли начинается с определения конечной оси постройки по верхней обвязке.После этого необходимо отметить середину коньковой балки, в этом месте будет располагаться центральная стропильная нога. Затем необходимо определить расположение следующих промежуточных стропил, для которых измеряется расстояние, соответствующее расчету разводки промежуточных стропильных ног. В большинстве случаев он не превышает 70–90 см.

Длину стропил определяют так, чтобы их нижний конец выступал за внешнюю стену на 40-50 см, а верхний опирался на коньковый брус.

Аналогичный расчет проводится по всем четырем сторонам крыши для расчета расположения промежуточных стропильных ног на коньковой балке. Пример их правильного расположения показан на фото.

Откидная крыша с подвесной стропильной системой

Стропила

применяют, если для них есть опора в виде колонн или внутренних несущих стен. При проектировании системы допускается чередование стропил двух типов. Где внутренние стены играют роль опор, закрепленных на спинке, а в других местах свисают.

Осуществляется в основном с помощью запилов (седел). Но их глубина не может превышать четверти ширины стропил. Чтобы прорезь на всех ножках была одинаковой, необходимо сделать шаблон. Кроме того, элементы стропильной системы крепятся с помощью металлических уголков, шурупов, гвоздей. Крепление также может производиться скобами, болтами и шпильками.

Крепление элементов стропильной системы вальмовой крыши

При установке мауэрлата не забудьте уложить слой гидроизоляции поверх стен.Если стены кирпичные, то в последних рядах кладки устанавливаются закладные детали для дальнейшего крепления мауэрлата. Такой крепеж может быть выполнен в виде вертикальных шпилек или болтов, устанавливаемых с шагом не более полутора метров.

Вальмовые крыши — сложные конструкции, но это нисколько не снижает их популярности. Несмотря на сложность конструкции, они дают возможность устроить в чердачном помещении дополнительную жилую площадь, а при качественной проведении можно использовать зимой.

Современная вальмовая крыша — это особый вид четырехскатной кровельной конструкции. Торцевые скаты такой кровли располагаются от конька до карниза, имеют треугольную форму и называются «шатровыми». Остальные два ската имеют характерную трапециевидную форму. Есть еще один подвид вальмовой крыши, известный как полувальмовая или голландская крыша, для которого характерен обрыв концевых откосов еще до линии карниза.

Варианты вальмовой крыши

Несмотря на разнообразие вальмовых крыш, основные направления таких крыш можно представить четырьмя основными типами:

вариант четырехскатной классической крыши .Для него характерно наличие прямой стропильной системы и угловых нервюр, идущих непосредственно от линии конька. Свесы имеют одинаковую высоту. Торцевые части имеют треугольную форму, а две другие части кровли — трапециевидные.

бедра дизайн бедра . Четырехскатная крыша с характерным схождением всех краев в одной центральной точке, что придает всем скатам одинаковый треугольный вид. Внешне такая форма напоминает шатер. Идеально подходит для постройки квадратной формы.

версия датской четырехскатной крыши . У него своеобразные короткие уклоны, что обусловлено наличием фронтонов в верхней части сооружения. Интересной разновидностью такой вальмовой крыши является японская разновидность, которая называется иримаема. Оптимальный вариант для обустройства полноценных вертикальных окон на жилом мансарде.

сломанная конструкция бедра . Этот вид крыши больше известен как четырехскатная мансардная крыша. Имеет определенные дизайнерские сложности исполнения, но позволяет получить максимально объемное чердачное пространство.Относится к самым дорогим вариантам кровли.

Строительное устройство

Конструкция стандартной вальмовой крыши начинается с проектирования всей конструкции. Создание кровли требует точных расчетов и достаточного количества времени, что связано с особенностями конструкции и наличием сложной стропильной системы. В качестве покрытия можно использовать любой вид рубероида.

Основные конструктивные аспекты конструкции тазобедренного сустава, требующие точных расчетов:

Скат крыши .

Определяется на основании показателей климатических условий и расчетного рубероида. Повышенные ветровые нагрузки требуют уменьшения показателей уклона, а сильные снегопады наоборот — максимального уклона крыши.

Использование предполагает минимальный угол 22 °, два слоя рулонного материала позволяют использовать уклон до 15 °, а три слоя — от 2 до 5 °.

Для современных материалов требуется уклон 12 °, для — 14 °, — для — 11 °, а для ондулина — около 6 °.Мембранные крыши подходят для любой кровли независимо от уклона.

Область бедра

Площадь кровли рассчитывается в квадратных метрах. Удобнее всего использовать специальные строительные калькуляторы или программы, позволяющие получить точные расчеты площади и необходимое количество всех строительных материалов.

При самостоятельном расчете необходимо учитывать, что такие параметры, как размеры дымоходов, объемы слуховых окон, а также складки в расчете не участвуют.Кроме того, нет необходимости учитывать места примыкания, а также свесы и парапеты, не имеющие прямого отношения к кровле.

Измерительная рейка

Использование мерных рельсов и теоремы Пифагора позволяет качественно разметить вальмовую крышу и существенно сэкономить время. Все измерения, необходимые для кровельной конструкции, легко провести с помощью такой мерной планки или прямо на ней.

Для его изготовления используется полоса из стандартной листовой фанеры шириной порядка пяти сантиметров.На подготовленном участке фанеры выполняется разметка. Следует отметить горизонтальную проекцию промежуточной опоры строительной, а также выступы на крышу и толщину стенки максимальной необходимую для подрезания в опорной части.

Соотношение сторон

Хорошим подспорьем для грамотного строительства вальмовой крыши является специальная таблица коэффициентов, в которой отображается соотношение между уклоном и длиной наклонных балок.

Расстояние до строительной балки является результатом умножения коэффициента укладки на горизонтальную поверхность.В строительстве используются центральные и промежуточные, а также угловые балки. Соотношения сторон необходимы для преобразования проекции в длину.

Основные форматы изображения такие, как показано на рисунке справа.

Сделай сам

Несмотря на то, что вальмовые крыши относятся к категории достаточно сложных конструктивных особенностей крыш, соблюдая технологию возведения, их можно выполнить самостоятельно.

Разметка

Для разметки центральных промежуточных стропил с помощью мерной рейки должны быть выполнены следующие требования:

для того, чтобы уложить промежуточное стропило, один конец мерных реек совмещают с линией укладки первых промежуточных стропил, а второй конец реек переносят на внутреннюю часть контура от боковой стены ;

определение точки размещения второй центральной из промежуточных стропил, мерную рейку переносят на боковую стену и размечают стропила на верхней обвязке, начиная с внутреннего угла.

Следующие замеры проводятся по аналогии и позволяют отметить не только расположение концов коньковой балки, но и все центральные промежуточные стропила.

Для разметки угловых стропил на верхней обвязке необходимо:

определяют начальную точку на стыке линии разметки и внутреннего края верхней обвязки;

измерить расстояние от точки старта до разметки ближайших центральных промежуточных стропил и рассчитать кладку и длину для угловых стропил.

Для упрощения разметки и сохранения равных межцентровых расстояний рекомендуется как можно точнее проецировать маркировку на торцевые стенки с боковых стенок с помощью мерной рейки. Эта процедура позволяет совместить все короткие стропила в точке, расположенной на угловых стропилах.

После выполнения разметки стропила следует подрезать по фанерному шаблону.

Монтаж и крепление мауэрлата — одни из самых ответственных этапов кровли.

Существует несколько технологий крепления мауэрлата:

Чаще всего крепится проволока , которая заключается в прокладке стальной проволоки диаметром не менее пяти миллиметров на пять рядов ниже последнего ряда кладки. Между проводами следует выдерживать такое же расстояние, которое в стандартных условиях составляет около шестидесяти сантиметров. С помощью длинных концов проволоки, которые располагаются с двух сторон стены, осуществляется надежное крепление балки.

Использование шпильки относится к облегченным вариантам крепления мауэрлата на небольших постройках. Для этого используются металлические болты Г-образной формы. Обычно такой крепеж нижним концом заделывают в стену на глубину не менее трех рядов. Верхний конец должен выступать за обвязку мауэрлата более чем на тридцать миллиметров. Мауэрлат крепится к шпилькам путем продевания через специально просверленные отверстия. Затем все болты загибаются и фиксируются скобами.

Не менее распространенным вариантом крепления является использование железобетонных ленточных анкеров . Армированный пояс представляет собой металлический каркас с заливкой бетона. Основное правило — максимально увеличить вертикальное распределение креплений при сохранении перпендикуляра к балке мауэрлата.

В деревянных конструкциях функция мауэрлата закреплена за последним, верхним рядом стены. Анкеры можно заменить деревянными креплениями — шпильками.

Этапы монтажа стропильной системы

Для вальмовых крыш характерно диагональное расположение стропильной конструкции и есть специальные варианты крепления.Также диагональная стропильная система испытывает значительную нагрузку, что требует выполнения армирования данной конструкции. Для этого следует использовать материал с большим поперечным сечением.

Допускается использование балок толщиной более десяти сантиметров . Диагональные стропила желательно делать, добавляя две доски стандартной толщины. Маркировка производится на месте.

Для резов выдерживается угол 45 градусов .Если используются сращенные доски, то косые пропилы выполняются сначала с одной стороны, а затем в зеркальном отображении — с другой. Доски крепятся друг к другу саморезами, гвоздями или шпильками. Для фиксации вальмовых стропил удобно использовать накладки и саморезы.

Монтаж вальмовой стропильной системы выполняется в следующей последовательности:

укладка станины в месте расположения стоек;

вертикальная установка стоек на скамейке, которые при необходимости следует закрепить подкосами;

крепление конькового полозья с помощью уровня и отвеса;

установка косой: крепление нижнего конца к мауэрлату, а верхнего — к гребневому прогону;

установка оросителей.

Если требуется провести усиление каркаса, то применяется шпренгель — балка , уложенная на две смежные стены. Сверху устанавливается вертикальная стойка, которая будет поддерживать нижнюю часть стропил. Для усиления верхней части используется ферма, в которой ферма усилена двумя подкосами.

Нюансы, как правильно построить крышу самостоятельно, смотрите в видео.

Заключение

Вальмовые крыши относятся к категории достаточно сложных и имеют характерное отличие от стандартных крыш, которое заключается в конструкции, представляющей собой сочетание двух элементов:

две стандартные аппарели
бедра с двух сторон

Технологические процессы возведения таких крыш считаются наиболее правильными, и основная часть замеров выполняется от нижнего края стропильной системы.Правильно выполненный проект вальмовой крыши при правильной планировке позволяет выполнить самостоятельное устройство данной конструкции.

Вальмовая крыша — довольно популярный вариант среди ферм. Его прочная конструкция отлично защищает любой дом от таких негативных атмосферных явлений, как сильные порывы ветра. К тому же он придаст любому коттеджу привлекательный эстетичный вид. Сложность его конструкции заключается в особой конструкции пандусов, два из которых выполнены в виде треугольников, а еще два имеют форму трапеции.Рассмотрим процесс строительства вальмовой крыши более подробно.

Стоит отметить, что именно два коротких (угловых) ската в конструкции стропил называются вальмами. Их наличие в устройстве стропильной системы также вызывает особые трудности при строительстве кровли этого типа. По форме вальмы четырехскатные крыши делятся на следующие типы: полувальмовые, шатровые, ломаные. Первый тип имеет элементы вальмовой и двускатной крыши и является чем-то средним. В этом случае угловые откосы не закрывают весь карниз, а доходят только до середины фронтона, имеющего трапециевидную форму.Второй вариант — шатровая крыша — идентичен по форме пирамиде, состоящей из четырех равных скатов, сходящихся вершинами в одной точке. Подходит только для построек квадратной формы, поэтому чаще всего такую крышу украшают беседками. Последний вариант — самая роскошная шатровая крыша. Сломанные крыши выглядят очень дорого за счет конструкции вальм, разнообразных по форме и размеру. Самая ответственная часть вальмовой крыши, как и любой другой, — стропила. Стандартный подход к созданию стропильной системы, когда «ноги» стропил крепятся к коньковой балке, для этого типа кровли не подходит.Это вызвано разной длиной стропил: угловые откосы меньше трапециевидных, поэтому они поддерживаются элементами, расположенными по диагонали в конструкции. В первую очередь, для более быстрого монтажа следуйте чертежу и отметьте основные компоненты.

Эти позиции включают:

Коньковая балка. Он является основным конструктивным элементом, расположен в центре будущей кровли и выполняет роль несущей оси, к которой крепятся остальные элементы стропильной системы.
Стропила угловые / наклонные.Они крепятся одной стороной к коньку, а второй выходит за карниз. Толщина дерева для изготовления таких стропил и конькового бруса должна быть одинаковой.
Центральные стропила. С их помощью формируются боковые скаты кровли. Их крепят к брусу и мауэрлату. На бедрах центральные стропила либо вообще не используются, либо используются в минимальном количестве.
Стропила промежуточные. Не используется на бедрах. Они крепятся одной стороной к гребню и спускаются по склонам.
Стропила короткие. Такие элементы могут быть разной длины. Они поддерживаются мауэрлатом и наклонными стропилами.

При составлении проекта необходимо учитывать такие показатели, как вес кровельного материала и конструкции в целом. Кроме того, следует определиться с углами уклона будущей постройки. Также учитываются нагрузки, связанные с атмосферными явлениями (снег, дождь и т. Д.). Сделать правильную разметку поможет мерная рейка, которую лучше сделать из фанеры шириной около 5 см.Нанесите на него всю необходимую маркировку.

На следующем этапе, вы можете продолжить установку тазобедренного крыши:

закладывают мауэрлат на стенках, что опорный пучок. Выберите его тип, исходя из типа строящегося здания.
Установить потолочные балки на мауэрлат. Если конструкция деревянная, то стропильная система монтируется прямо на верхний венец сруба.
Установите вертикальные стойки, на которые сверху крепится коньковая балка.
Далее устанавливаем угловые стропила такой же длины. Их выступ за границы постройки должен быть в пределах от 50 до 70 см.
Внимательно следить за стыковкой балки, вальмовых и наклонных стропил, которые устанавливаются одновременно с рядовыми. При их установке часто используются ригели, стяжки, а также специальные вставки. Все эти элементы обеспечивают надежную фиксацию всех частей стропильной системы и повышают устойчивость к ветровым нагрузкам.
Закрепите триммеры на каждой стороне угловых планок. Они являются связующим звеном косилочной рамы и мауэрлата и устанавливаются относительно последнего под прямым углом.
Собрать обрешетку, уложить изоляционный материал и завершить монтаж кровли.

Надежный монтаж мауэрлата и стропильных систем обеспечит прочность и долговечность вальмовой кровли. Конечно, для его строительства нужно приложить немало усилий, но результат того стоит.

Внешний вид современных построек максимально зависит от того, насколько оригинально, эстетично и представительно выглядит крыша, насколько она завершает композицию и вписывается в общий дизайн. При этом кровля — это не только эффектный архитектурный элемент, но и надежная защита здания.

Конструкция вальмовой крыши, которую еще называют четырехскатной крышей, является самой популярной при строительстве малоэтажного индивидуального жилья в большинстве стран Евросоюза.На постсоветском пространстве строительные традиции предпочитали простые двускатные крыши. Однако сегодня дом с шатровой крышей — далеко не редкость. Конструкция постепенно вытесняет другие виды крыш и становится неотъемлемой частью внутреннего ландшафта деревень и малых городов. И все благодаря преимуществам перед двускатной конструкцией.

Преимущества шатровой крыши

Недостатки вальмовой крыши

Несмотря на ряд преимуществ конструкции вальмовой кровли, многие архитекторы и дизайнеры не выбирают ее для кровли.Это связано с тем, что четырехскатная крыша монтируется сложнее, чем двускатная, а значит, будет стоить дороже. Кроме того, пандусы с четырех сторон «съедают» чердак с коротких концов. Если на чердаке планируется мансарда, то такой кровле не отдается приоритет. Мансардные окна используются для освещения комнаты под бедром, обязательно закрывайте их под дождем, иначе на полу образуется лужа. С вертикальными окнами, расположенными в стенах фронтона в двускатной крыше, этой проблемы не возникает.Эти недостатки не глобальны, но при описании достоинств вальмовой крыши и минусов нельзя не учитывать.

Разновидности двускатной крыши

Существует несколько разновидностей вальмовых крыш, среди которых выделяют следующие типы :

Расчет вальмовой крыши

Площадь крыши двускатной крыши рассчитывается в квадратных метрах по следующей методике :

Площадь рассчитана с учетом дымохода и мансардных окон;
рассчитана длина откоса от края карниза до низа конька;

Рассчитано

элементов, не относящихся к кровельному покрытию: свесы, перегородки, парапеты;
стоячие складки, стыковка полотен с рулонной крышей, выступающие части брусьев не учитываются.

При расчете площади вальмовой кровли из металла длина скатов уменьшается на 70 сантиметров.

Поскольку расчет площади двускатной кровли сопряжен с рядом трудностей, к этому занятию лучше привлечь специалистов, которые с помощью специальных компьютерных программ смогут точно и грамотно произвести расчеты.

Для проведения необходимых расчетов специалисты условно делят крышу на части и проводят для каждой из них отдельный расчет.После этого полученные результаты суммируются и в результате получаются требуемые расчеты. Такой способ упрощает процедуру, снижает риск ошибок в расчетах.

Помимо прочности и надежности будущей конструкции, расчет площади двускатной крыши напрямую влияет на материальные вложения при ее возведении, а значит, и на общую стоимость строительства.

Правильные расчеты позволяют определить необходимое количество материалов: досок, балок и т. Д.

При расчете вальмовой кровли учитываются технические параметры кровельного материала, его длина, толщина, способы монтажа. Они напрямую влияют на вес конструкции крыши, удобство монтажа. Например, монтаж керамической и гибкой черепицы будет отличаться, поскольку керамическая черепица намного тяжелее гибких изделий. Гибкий материал, в отличие от керамической плитки, не требует установки стропил и установки частой обрешетки.

Особенности стропильной системы

В процессе устройства вальмовой кровли особое внимание уделяется стропильной системе. Монтаж кровельной системы двускатной крыши намного сложнее и дороже, чем строительство двускатной крыши. Такая конструкция требует установки специальных стропил, ориентированных на углы стен. Такие стропильные «ноги» называют диагональными наклонными.

Диагональные стропила намного длиннее традиционных изделий. По проекту, в их основе лежат стропила коньков, которые называются «спауна».Эта конструкция предполагает, что диагональные стропила несут нагрузку в полтора раза большую, чем стандартные стропила. Именно поэтому одним из важных элементов успешности устройства вальмовой кровли является выбор качественного бруса для стропил. Поскольку длина стропил на крыше намного больше длины стандартных досок, такие изделия изготавливают попарно.

стыковка диагональных стропил четырехскатной кровли позволяет решить сразу несколько задач :

получение длинных неразрезных балок;
наличие двойной секции обеспечивает стропильной системе высокую прочность, которая выдерживает большие нагрузки;

Удвоение стропил

дает возможность унифицировать типоразмеры используемых деталей.

Сопряжение позволяет использовать тот же пиломатериал, что используется для стандартных стропил.

Последовательность монтажа четырехскатной крыши

Сборка конструкции крыши состоит из нескольких последовательных этапов .

Конструкция крыши играет важную роль в архитектурной привлекательности здания и выполняет важную практическую функцию. Надежная и красивая вальмовая крыша часто используется в качестве кровельного варианта. Множество привлекательных дизайнов домов, фото которых вы сможете увидеть после прочтения статьи, наглядно показывают, какой оригинальный дизайн имеет шатровую крышу.Для него характерно устройство четырех скатов, как минимум два из них имеют треугольную форму. Они расположены в торцах здания. Монтаж элементов стропильной системы сложнее, чем у двускатной крыши, но можно построить и вальмовую крышу своими руками.

Модели с откидной крышей

Полуаватная или голландская — крыша с усеченными треугольными скатами, которые не продолжаются до карниза, а закрывают только часть фронтона. Этот вид оптимален для мансардных устройств.Помещение получает много места, нет свесов к стенам. Низкие уклоны конструкции надежно защищают постройку от ветра и осадков. Эта модель сложнее в реализации, чем обычная вальмовая крыша.
Шатровая крыша состоит из четырех скатов в форме треугольников с общим козырьком. Такой дизайн уместен для дома квадратной формы.

Создание проекта

Выполнить чертеж вальмовой крыши с подробным описанием длины, сечения элементов и угла наклона — эта задача неподъемная для новичка.Схема должна быть построена с учетом расчетов по специальным формулам. Вы можете рассчитать, например, с помощью строительного калькулятора. Подбирая угол наклона откосов, ориентируясь на тип кровли и погодные условия, можно рассчитать высоту конька и другие значения. Форма и размеры ферменной конструкции также требуют детального расчета и описания на схеме. Если вы сомневаетесь, что правильно составите проект самостоятельно, лучше обратиться к специалистам.

Особенности ферменной конструкции

Коньковый прогон — это несущий элемент кровли, на котором крепятся остальные. Он расположен в центре конструкции.
Угловые стропила имеют сечение, аналогичное коньковой балке. Они стыкуются с коньковой балкой верхней частью, а концы выходят за пределы постройки.
Промежуточные стропила соединяют конек и верхнюю обвязку.
Короткие стропила (веточки) соединяются с угловыми стропилами и опираются на мауэрлат, их уклон равен промежуточным стропилам.
Центральные промежуточные стропила сходятся на коньке и опираются на мауэрлат, создают боковые откосы.

Для строительства выбирается сухая, ровная, хвойная древесина — лиственница, кедр, сосна. Предварительно материал обрабатывается антисептиком.

Разметка

Перед тем, как сделать вальмовую крышу, нужно сделать разметку. Точность отметок позволит избежать ошибок при установке стропил. Вначале рассчитывается осевая линия, затем расположение стропил.Расположение центральных стропил отмечается в точке, обозначающей половину толщины конька. Разметку положения разного рода стропил лучше производить не рулеткой, а мерной рейкой. С его помощью легко отметить расположение центральных промежуточных стропил. Один конец рейки совмещают с намеченной линией, а второй направляют по линии боковой стенки.

Если изобразить разметку в виде выступа, становится понятно, что промежуточные стропила со стеной образуют квадрат, а угловое стропило делит его по диагонали на два прямоугольных квадрата.Длину угловых стропил можно рассчитать по теореме Пифагора. Специальная таблица коэффициентов позволяет рассчитать размеры угловых и промежуточных стропил. Для расчета вам нужно измерить горизонтальную проекцию, найти угол, соответствующий вашему углу наклона, и умножить длину на коэффициент. Длину коротких стропил рассчитывают, умножая кладку веточки на коэффициент промежуточных стропил. Все измерения производятся последовательно в четырех углах.Отмеченные точки показывают, как строить стропильную систему.

Рейка для разметки изготовлена из фанеры, шириной 5 см. На нем отмечены необходимые размеры.

Крепление на крышу

Первый этап укладки опорный ремень мауэрлат. Под ним укладывается слой рубероида для гидроизоляции. Для крепления бруса 20 × 20 см используются анкеры, закладываемые в кладку. По краям каркаса бруски соединяются скобами.На мауэрлат наносится разметка для крепления стропил.
Следующим шагом будет укладка балок перекрытия, которые находятся на стене возле мауэрлата. Между противоположными стенками для надежности крепят затяжки. На балки можно стелить настил из досок, обеспечив более комфортные условия работы.
Коньковый прогон закреплен на вертикальных опорах, расположенных на центральной балке. Стеллажи устанавливаются вертикально по уровню и фиксируются скобами.
Для боковых стропил потребуются доски 60 × 150 мм.Предварительно изготавливается шаблон, по которому отпиливаются уголки для распиловки. В местах соединения с мауэрлатом промывают до 1/3 толщины доски. Стропила устанавливаются с шагом 60 см.
За бортом устанавливается центральное вальмовое стропило, которое крепится к концу конька и опирается на мауэрлат.
На следующем этапе крепятся диагональные стропила. Все они одинаковой длины и равны по толщине гребню гребня. Для крепления стропил по углам мауэрлата прикручивают две бруски 50 × 100 мм.Стропила изготавливаются по шаблону и крепятся к коньку и мауэрлату. Угловое стропило в верхней точке стыкуется сразу с двумя центральными стропилами, поэтому необходимо выполнять пропил с двойным скосом. Длинная диагональ стропила требуют поддержки в виде опорной стойки.
Короткие стропила устанавливаются с шагом, аналогичным боковым, места их крепления отмечаются на мауэрлате. Для фиксации наростов ниже подойдет шаблон со стороны стропил, а подрезка при соединении с диагональной балкой выполняется по месту.Монтаж начинается с самых коротких стропил.

В зависимости от размеров пролетов и конструкции используются дополнительные элементы:

ригели для соединения стропильных ферм;
стеллажи для больших пролетов;
подкосов;
шпренгелей.

Достаточный свес кровли обеспечивается длиной стропильных ног или при помощи прибитых досок «кобылка». Крепятся к мауэрлату стропила несколькими способами: раскосами, металлическими уголками, гвоздями.На коньке стропила соединяют при помощи скосов и скрепляют металлическими пластинами. После этого проводится установка обрешетки.

Не имея опыта строительства сложной вальмовой кровли, вы можете посмотреть обучающее видео или обратиться за консультацией к специалисту.

Видео

Устройство кровли четырехводной кровли жилого дома — фото проектов — кровля в видео:

Фото

Приспособление для равномерного крепления черепицы к вальму, коньку и стропилам баржи

1.Область изобретения

Настоящее изобретение относится к кровле и креплению к ней черепицы. В частности, оно относится к устройству, обеспечивающему равномерное и более надежное крепление черепицы к вальмовой, коньковой и стропильной частям черепичной кровли, которое позволяет легко устанавливать такую черепицу в линию с заданным пользователем расстоянием и подъемом.

2. Уровень техники

В современной кровле используется система наслоения, при которой основа из рубероида устанавливается на деревянную крышу и затем покрывается слоями черепицы.Битумная черепица, установленная таким образом, обычно перекрывает друг друга, при этом нижняя часть каждой черепицы устанавливается так, чтобы покрывать верхнюю часть следующей черепицы, расположенной ниже. Это обеспечивает систему, при которой вода, текущая по крыше, непрерывно падает на верхнюю поверхность следующей черепицы ниже точки ее крепления к кровельному войлоку и лежащей под ней конструкции крыши. Поскольку вода постоянно стремится к своему уровню под действием силы тяжести, вода, стекающая по крыше, никогда не достигает точки крепления черепицы к крыше.

Большинство крыш жилых домов имеют пики, обеспечивающие наклон, способствующий нисходящему потоку воды. В эту конструкцию включены как эстетические, так и строительные цели, выступы и выступы, где поверхности кровли пересекаются в разных плоскостях. Эффективное покрытие этих пересечений плоскостей черепицы на бедре и коньке обязательно для достижения водонепроницаемой конструкции крыши, устойчивой к элементам.

Это связано с тем, что укладка черепицы на крышу обычно выполняется от самой низкой точки на плоскости крыши до самой высокой точки.Начиная с нижней части плоскости крыши, установщик укладывает ряды черепицы. Каждый последующий ряд установленной черепицы покрывает верх предыдущего ряда в плоскости с нижней частью следующего ряда выше. Это, как отмечалось ранее, обеспечивает легкий путь для воды вниз, при этом вода никогда не сталкивается с точками крепления черепицы, поскольку все они последовательно покрываются черепицей выше.

Однако наверху каждой плоскости обычной наклонной крыши есть пересечение с другой плоскостью или плоскостями покрываемой крыши.Такие пересечения на максимальной высоте крыши принято называть коньком. Пересечение плоскостей черепицы под разными углами в нижних точках крыши известно как вальм. Эти пересечения бедра и гребня, находящиеся в наивысшей точке на каждой плоскости установленной черепицы, образуют точку пересечения, где образуется зазор между двумя или более пересекающимися плоскостями черепицы.

Чтобы обеспечить водонепроницаемость покрываемой кровли, эти пересечения в местах пересечения вальмов и коньков должны быть надлежащим образом покрыты таким образом, чтобы вода, попадая на черепицу, покрывающую бедро и коньки, стекала вниз по разным плоскостям крыши. строка ниже.Очевидно, что черепица, установленная на бедре и коньке, не может иметь дополнительных рядов, установленных выше, поскольку они уже находятся на вершине. Таким образом, эта черепица должна перекрывать и закрывать щель на пересечении плоскостей одиночных плит, а также надежно закрепляться на бедре или гребне.

Эстетические соображения, связанные с современными кровельными материалами, представляют дополнительную проблему при креплении черепицы стыков вальмы, конька и стропила с плоской плоскостью остальной части крыши. Современная черепица — это ламинированные материалы, наиболее популярными из которых являются конструкции из стекловолокна или асфальтобетона.Такие материалы, хотя и обеспечивают долговечность поверхности крыши, обычно не имеют достаточной толщины, чтобы обеспечить визуальное качество возвышения над соседней черепицей, чтобы придать эстетическое качество желаемой визуальной глубины. Иными словами, материалы конструкции из стекловолокна имеют такую тонкую и плоскую конструкцию, что они не обеспечивают эстетического качества, желаемого многими домовладельцами, которые в прошлом использовали деревянную тряпку или деревянную черепицу, которая демонстрирует укладку, которая кажется толстой из тени и фактическая толщина таких изделий из дерева.

Кроме того, черепица, используемая в настоящее время для перекрытия пересечений бедер, коньков и стропил баржи, имеет другую конструкцию, чем те, которые используются на наклонных плоскостях остальной части крыши. Это продиктовано разным назначением одиночных стропил вальмы, конька и баржи, которые должны покрывать зазор, образованный между плоскостями пересечения прилегающей области крыши, а не просто покрывать черепицу внизу. Такая различающаяся конструкция требует другой техники монтажа для обеспечения водонепроницаемости и одновременного достижения требуемых эстетических качеств.

Эту разную технику крепления намного сложнее освоить, и для нее требуется кровельщик более высокого уровня квалификации, чем рабочий, устанавливающий обычную плоскую черепицу. Это связано с тем, что поддерживать черепицу, установленную на бедре и гребне, на правильной линии для водонепроницаемого крепления, а также добиваться правильной линии и правильного подъема для эстетически приятной линии крыши — это такое же искусство, как и ремесло. Таким образом, расходы подрядчика по кровельным работам увеличиваются из-за уровня квалификации, необходимого на перекрестках вальцов и коньков, выполнение работ может задерживаться из-за отсутствия квалифицированной помощи.

Кроме того, поскольку подрядчик должен использовать черепицу разной конфигурации на пересечениях бедра и конька на плоскостях крыши, эта черепица может быть получена из разных партий красителя, чем у черепицы, используемой на плоских плоских поверхностях прилегающих плоскостей черепичной крыши. Использование разных красок на цветной крыше — это билет к эстетической катастрофе, поскольку домовладельцы, как правило, очень разборчивы в том, как выглядит конечный результат кровельных работ, поскольку по прогнозам большинство таких крыш прослужат десятилетия.Если черепица, используемая для перекрытия пересечений бедра, гребня или стропил баржи, слишком отличается по цвету от партии окраски соседней черепицы, используемой на плоских поверхностях, подрядчик по кровле может быть вынужден удалить и переустановить черепицу на коньке и бедре. пересечения, которые более точно соответствуют черепице на плоскостях крыши. В часто тусклом свете при строительных работах поздним вечером и ранним утром разная окраска черепицы представляет собой постоянную угрозу эстетическому успеху выполняемой работы.

Наконец, современные строительные инструменты привели к появлению пневматического пистолета для гвоздей, который забивает гвозди, скобы или аналогичные крепежные приспособления через черепицу в подстилающую поверхность с помощью давления воздуха. Гвозди, забитые таким способом, можно буквально вбить прямо через черепицу, если использовать черепицу более тонкой консистенции или черепицу, горячую от воздействия солнца. Устройство заявителя, как описано здесь, обеспечивает средство для смягчения ударов гвоздя и, таким образом, предотвращает прокалывание гвоздем черепицы, используемой поверх устройства заявителя.

Таким образом, всегда существует потребность в устройстве, которое позволяло бы легко устанавливать черепицу на стыках бедер и коньков покрытых черепицей плоскостей крыши.

Патент США. В US 5 247 771 (Poplin) рассматривается проблема бедра и гребня и описывается элемент коньковой черепицы, который загибается на себя для достижения толстого внешнего вида. Однако Поплин по-прежнему требует использования специальной черепицы, которая может различаться партиями красителя, и для ее установки требуется более квалифицированный рабочий.

U.С. Пат. В патенте № 5,271,201 (Noone) описана специально адаптированная черепица для покрытия пересечений плоскостей вальмовой и коньковой крыши. Однако никто не учит использовать для этой цели специальную черепицу, а также требует более квалифицированного рабочего для установки. Компания Noone не устраняет угрозу несоответствия партий красителей, а также увеличения затрат на рабочую силу и материалы.

Патент США. В US 5 471 801 (Kupezyk) также рассказывается об использовании черепицы особой конфигурации для покрытия пересечений плоскостей крыши на вальме и коньке.Купезик по своей конструкции требует особой конфигурации, обуславливающей использование черепицы, отличной от таковой на плоскостях, прилегающих к бедру и гребню. Несоответствие партии красителя, а также увеличение затрат на рабочую силу для установки специальной черепицы, таким образом, по-прежнему преобладают для Купезика.

Таким образом, существует потребность в легко и недорого изготовленном устройстве, которое можно легко прикрепить к вальмовой и коньковой части черепичной крыши, что обеспечивает использование стандартной черепицы, которая используется в соседних плоскостях, что снижает затраты. для специальных синглов и во избежание несоответствия партии красителя.Существует и дополнительная потребность в том, чтобы такое устройство было легко монтируемым и предоставляло пользователю руководство, которое помогает правильно установить опоясывающий лишай бедра и гребня, что позволяет использовать менее квалифицированную рабочую силу.

Устройство заявителя представляет собой простое в изготовлении и установке крепежное устройство для крепления черепицы к краям бедра, конька и стропильных ног черепицы. Он предоставляет как руководство по монтажу, помогающее пользователю выполнить установку в линию обычной кровельной черепицы, так и определяемый пользователем подъем черепицы, установленной таким образом, чтобы достичь желаемой визуальной глубины или толщины крыши.Устройство заявителя также помогает поддерживать надежное крепление прикрепленной черепицы при сильном ветре и ненастной погоде. По желанию, он может функционировать как вентиляция чердака за счет отвода газов с чердака в атмосферу и, таким образом, способствовать охлаждению чердака и дома.

Устройство состоит из удлиненного базового ремешка, сделанного из гибкого или эластичного синтетического материала, такого как пластик, стекловолокно или аналогичный гибкий, но прочный материал.

К базовому ремню прикреплен ряд Т-образных крепежных элементов для черепицы, которые обеспечивают надежное крепление черепицы к коньку, бедру или стропильной черепице к крыше за счет их крепления к базовой балке или в некоторых случаях на крышу одним концом для крепления, другим концом к их креплению к черепице.Крепежные элементы черепицы одновременно обеспечивают желаемый подъем верхней черепицы, таким образом устанавливая ее над нижним, через расчетную толщину прикрепляемого конца черепицы, чтобы обеспечить расстояние между нижним концом одной черепицы и верхним концом следующей более низкой черепицы.

Дополнительные преимущества включают повышенную вентиляцию подстилающей крыши за счет рассчитанного и равномерного расстояния между черепицами, установленными на крепежных элементах черепицы над черепицей, установленной ниже. Кроме того, очень надежное крепление черепицы, прикрепленной к крепежу для черепицы, обеспечивается за счет прикрепления крепежных элементов черепицы на одном конце к основной полосе и использования застежки-крючка, клея или смолы на дальнем конце, чтобы удерживать щели. конец черепицы крепится на коньках кровли, вальмы и стропилах баржи.

Дополнительные функции и преимущества предоставляются в тех случаях, когда эстетика требует использования черепицы для покрытия передней кромки или стропильной зоны крыши. Стремясь добиться визуальной глубины резкости при использовании черепицы одного размера, кровельщики иногда покрывают передние кромки или стропила крыш. Поскольку по дизайну эта область не предназначалась для покрытия таким образом из-за опасений, что скопившаяся вода может вызвать сухую гниль, использование креплений для черепицы для увеличения вентиляции и прочного крепления помогает предотвратить повреждение водой, позволяя скопившейся воде испаряться через пробелы.

Дополнительную полезность обеспечивает устройство заявителя за счет предоставления средств для шокового прерывания беременности и ослабления силы гвоздей, забиваемых через черепицу с помощью мощных пневматических пистолетов для гвоздей или чрезмерно усердных рабочих с тяжелым забивающим молотком.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, которое обеспечит надежное крепление обычной черепицы к вальмовой, коньковой и стропильной зонах крыш.

Другой целью этого изобретения является обеспечение дополнительной полезности путем создания устройства, которое будет поддерживать расстояние между черепицей, установленной на крыше, и зазоры между перекрывающейся черепицей на крыше, таким образом уменьшая как количество, так и уровень квалификации труда, необходимого для установки черепицы. на крыше.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить надежное крепление к черепице, установленной на бедре, гребне и барже, чтобы лучше противостоять повреждению ветром и ветром, дождем и снегом.

Дополнительной целью изобретения является обеспечение надежного крепления к нижним концам черепицы, прикрепленных к крепежным элементам черепицы с использованием клея, нанесенного на крепление, или обеспечение отверстия для нанесения на месте горячей смолы или другого обычного клея.

Другой целью этого изобретения является обеспечение простого в использовании устройства для поддержания установленной на нем черепицы по относительно прямой линии без необходимости рисования линий на соседней крыше или использования других методов совмещения.

Еще одна цель этого изобретения состоит в том, чтобы позволить кровельщикам использовать черепицу одного размера как на строгальной части крыши, так и на перекрытии вальмовых, коньковых и стропильных частей крыши и, таким образом, отказаться от более дорогих и возможны обесцвеченные специальные черепицы, которые в настоящее время используются для этой цели.

Еще одной задачей этого изобретения является обеспечение демпфера для высокоскоростных или сильно ударяющихся гвоздей, чтобы предотвратить пробивание черепицы, через которую они вбиваются.

Дополнительные цели изобретения будут раскрыты в следующей части описания, в которой подробное описание дано с целью полного раскрытия изобретения без наложения на него ограничений.

РИС. 1 представляет собой вид в перспективе, показывающий устройство для установки черепицы на бедре и гребне, показывающий черепицу пунктирной линией.

РИС. 2 — вид в перспективе, показывающий застежку из черепицы, прикрепленную к удлиненной ленте.

РИС. 3 — вид с торца застежки для черепицы, показывающий необязательную канавку и гибкий шарнир.

РИС. 3, a, — вид с торца канавки по центру крепежной детали черепицы, образованной до конька крыши.

РИС. 4 — вид сбоку устройства для крепления черепицы к гребню и гребню.

РИС. 5 — вид сбоку устройства заявителя для крепления кровельной черепицы и конька кровельной черепицы, показывающий прикрепленные к нему черепицы.

РИС. 6 — вид в перспективе варианта осуществления устройства для монтажа черепицы с вентиляцией крыши.

РИС. 7 — вид сбоку в разрезе устройства, показанного на фиг.6, показывающий поток воздуха и конденсата через раскрытое устройство.

РИС. 8 — вид сбоку другого варианта выполнения устройства с дополнительной вентиляцией.

РИС. 9 — вид в перспективе другого варианта осуществления без предварительно прикрепленной застежки для черепицы.

РИС. 10 . — вид сбоку на фиг. 9 .

Теперь обратимся к чертежам, в частности к фиг. С 1 по 9 изображены предпочтительные варианты осуществления изобретения. ИНЖИР. 1 показано устройство для одиночного крепления бедра и гребня 10 заявителя с удлиненной частью 12 бегунка или ремешка, которая служит опорой для креплений черепицы 14 .Удлиненную ленту 12 лучше всего сконструировать из гибкого материала, такого как пластик, тесьма или проволочная сетка, или обработанная бумага, или их комбинации, так что, когда к ней прикреплены отдельные крепежные элементы черепицы 14 , расстояние разделения черепицы застежки 14 от каждой сохранены, в то время как ремешок все еще достаточно гибкий, чтобы его можно было легко упаковать, установить и хранить. Необязательно, удлиненный ремешок 12 может быть изготовлен из материала, который по своей природе является слегка эластичным, например резины или другого пластика, или путем включения таких материалов в качестве части вышеупомянутых материалов для изготовления ремешка 12 .Это позволило бы растянуть удлиненную ленту 12 , чтобы отрегулировать расстояние между крепежными элементами черепицы 14 или облегчить установку, поддерживая небольшое центральное смещение при установке на концах. Удлиненная полоса , 12, может также необязательно иметь на ней знаки 20, , чтобы помочь при установке на крыше и в промежутках между черепицами 22 на желаемом расстоянии. Расстояние между индикаторами 20 может быть отрегулировано на заводе для черепицы разного размера 22 , используемой в комбинации с этим, и помочь кровельщику в достижении различных желаемых или требуемых расстояний между черепицей 22 .

РИС. 2 изображена застежка для черепицы 14 , которая прикреплена на монтажном конце 16 к удлиненной ленте 12 и остается свободной от прикрепления до окончательной установки на присоединительный конец 18 застежки для черепицы 14 . Крепление черепицы 14 к удлиненной ленте 12 на монтажном конце 16 может быть выполнено любыми обычными средствами крепления 24 , такими как использование клея, термосварки, скоб или использование обычных застежки так, чтобы удлиненная полоса 12 была надежно закреплена на застежке черепицы 14 .Этот монтаж в настоящее время лучше всего выполнять во время производственного процесса, так что устройство может поставляться кровельщику в виде рулона или сложенного удлиненного ремня для использования в необходимых размерах, вытягивая его из рулона или из коробки, где оно находится. сложенный для отправки. Таким образом, кровельщик может купить большое количество предварительно смонтированной ленты 12 и креплений для черепицы 14 , которые будут правильно размещены на ремне 12 на заводе для установки определенной черепицы, для которой она предназначена.Такое правильно расположенное крепление плиток 14 позволило бы вставить верхний конец плитки в точку остановки, где застежка черепицы 14 прикрепляется к удлиненной ленте 12 и поместит нижний конец плитки черепица в надлежащем нахлесте с верхним концом черепицы ниже. Таким образом, очень точное расстояние и перекрытие черепицы, используемой в сочетании с этим, достигается даже наименее опытным персоналом, устанавливающим черепицу.Это связано с тем, что соединение застежки 14 черепицы и удлиненной ленты 12 служит упором для верхнего конца черепицы в точке, где достигается оптимальный выступ нижнего конца черепицы.

При использовании кровельщик мог просто развернуть достаточное количество предварительно собранной ленты 12 с крепежом для черепицы 14 , прикрепленным с правильным интервалом для черепицы 22 , используемой на работе, и прикрепить удлиненный базовый ремень 12 к крыше над коньком, бедром или краем крыши.Присоединяется верхний конец отрезанного куска предварительно собранного базового ремня 12 с застежками из черепицы 14 , а затем, растягивая другой конец по прямой линии, очень похожей на сливовую линию, кровельщик может затем прикрепить другой конец. в нужном месте на крыше и срежьте лишнее. Результатом является чрезвычайно прямая установка базовой планки 12 и предварительно прикрепленных креплений черепицы 14 , так что особенно легко впоследствии вставить одиночные элементы под крепежи черепицы 14 до точки, где черепица останавливается на верхний конец и перекрыть черепицу внизу на другом конце.Также легко поддерживать прямую линию прикрепленной таким образом черепицы, поскольку базовая лента 12 уже установлена прямо на крыше, а крепежные детали 14 перпендикулярны базовой планке 12 .

Тем не менее, предполагается, что отдельные крепежные элементы черепицы 14 , которые не прикреплены заранее к базовой планке 12 , также могут использоваться, если возникнут особые зазоры, ремонт или другая причина, когда на линии даже разнесенное крепление к базовой планке 12 не требуется.Это может произойти, когда проводится ремонт крыши и заменяется только одна или несколько вальмовой или коньковой черепицы, или, если может потребоваться или желательно какое-то специальное расстояние для эстетики или конструкции. В таких случаях отдельные крепежные элементы для черепицы 14 , не прикрепленные заранее, могут храниться в коробках для использования при необходимости. В настоящее время лучший режим для большинства конструкций крыш, позволяющий легко размещать черепицу 22 на одной линии и с соответствующим интервалом и внахлест, включает в себя крепеж для черепицы 14 , прикрепленный к удлиненному базовому ремню 12 .Этот вариант также позволяет использовать менее квалифицированных кровельщиков, поскольку правильное расстояние между черепицами, которые будут использоваться в комбинации, и их высота будут заранее определены предварительной сборкой креплений черепицы 14 к удлиненной базовой ленте 12 .

Необязательное добавление знаков 20 может быть добавлено, чтобы предоставить кровельщику некоторую систему отсчета для измерений и расстояния, если это необходимо для используемых материалов, однако, если крепежные элементы черепицы 14 установлены на основании ремешка 12 и должным образом разнесены друг от друга, знаки 20 не понадобятся.В настоящее время крепление черепицы 14 к ленте 12 лучше всего достигается при измерениях для использования с обычной черепицей, так что концы крепления 18 находятся на равном расстоянии друг от друга на расстоянии примерно от четырех до тринадцати дюймов. дюймов, в зависимости от размера используемой традиционной черепицы и перекрытия, требуемого строительными нормами. Однако существует бесконечное количество заданных разделительных расстояний, которые могут быть достигнуты простым прикреплением застежки 14 к базовой планке 12 для достижения требуемого крепления или желаемых эстетических качеств.Поэтому, если в отрасли появятся новые размеры черепицы или желаемое перекрытие черепицы будет другим, то расстояние между заводским креплением крепежных элементов черепицы 14 к базовой планке 12 может быть изменено на бесконечное количество разделительных расстояний. с равным или неравным интервалом для достижения оптимального расстояния между крепежными элементами черепицы для желаемого монтажа черепицы 22 .

Присоединительный конец 18 крепежной детали для черепицы 14 изображен перпендикулярно удлиненному монтажному концу 16 , так что образуется Т-образная форма.Конечно, присоединительный конец 18 также может быть прикреплен под другими углами, кроме перпендикулярных, таких как «Y», или другими формами, если желательно, но текущий лучший режим этого варианта осуществления имеет такое перпендикулярное соотношение, поскольку это проще всего для пользователя. относиться к прямым линиям обычной черепицы. Конец крепления 18 обеспечивает средство крепления нижнего или дальнего конца черепицы 22 к подстилающей крыше 26 , тем самым обеспечивая очень прочное крепление нижнего конца черепицы 22 , которое до сих пор могло остались не прикрепленными.Обычно черепицу 22 прибивают, скрепляют скобами или иным образом прикрепляют к подстилающей крыше своим верхним концом на наклонной крыше. Нижний или дальний конец обычной черепицы 22 на линии крыши не прикреплен и просто нависает над следующей черепицей 22 вниз с зазором между двумя черепицами. Этот зазор и плохое крепление представляют собой идеальную комбинацию для сильных ветров, которые могут поднять и повредить черепицу или заставить воду подниматься вверх, вызывая утечки в подстилающей крыше.Устройство, описанное здесь, решает эту дилемму, обеспечивая ряд средств для закрепления дистального конца черепицы 22 , которые можно использовать по отдельности или в комбинации, в зависимости от желаемой степени закрепления, для закрепления дистального конца черепицы. одинарный 22 к крепежу черепицы 14 , который, в свою очередь, крепится к нижележащему материалу на крыше. В настоящее время лучший способ для этого крепления черепицы на дистальном конце включает одну или их комбинацию, клейкие полоски 28 , краевые крючки или ограничители 30 , полости для отложения 32 для размещения и отложения в них кровельной смолы или аналогичного обычные кровельные клеи.Комбинации этих различных креплений дистального конца черепицы могут использоваться в зависимости от типа используемой традиционной черепицы 22 и желаемой степени крепления. Конечно, достижения в области адгезивной технологии могут привести к появлению дополнительных типов крепежного материала, и такой материал можно было бы ожидать в дополнение к вышеупомянутому лучшему в настоящее время способу.

Все различные крепежные устройства могут быть установлены на заводе, чтобы кровельщик мог использовать лучший метод для выполняемой работы, чтобы закрепить черепицу 22 и конец 18 крепления черепицы 14 .

При использовании упоры для черепицы 30 , которые напоминали бы крючок, могли использоваться со смолой или клеем или отдельно и зацепляться за боковые края и / или нижний конец черепицы 22 , устанавливаемые для обеспечения особенно надежные средства крепления дистального конца черепицы, устойчивые к подъему при сильном ветре. Клейкие полоски 28 могут быть размещены на нижней стороне 15 застежки 14 , чтобы обеспечить средство прикрепления к поверхности крыши присоединительного конца 18 застежки 14 и / или на верхняя сторона 17 крепежной детали черепицы 14 для обеспечения прикрепления к ней нижнего или свисающего конца черепицы 22 .Обычные клейкие полоски отслаивания и наклеивания или чувствительный к давлению клей, который активируется при приложении давления, лучше всего использовать там, где требуется использование клейких полос для простоты эксплуатации и нанесения, однако кровельный гудрон также может быть нанесен в этих областях, если кровельщик желает такого крепления , либо гвозди или скобы могут использоваться в зависимости от требований строительных норм и желаемой степени закрепления дистального конца черепицы 22 и присоединительного конца 18 крепежного элемента 14 .

Наконец, другое средство крепления дистального конца черепицы 22 к присоединительному концу 18 допускается за счет обеспечения полостей для отложений 32 в креплении черепицы 14 может обеспечить хранилище горячей смолы. или кровельная мастика, или другие традиционно используемые кровельные клеи, которые должны быть нанесены на нее и затем покрыты черепицей 22 , которая затем будет прилипать к кровельному клею для прочного крепления. В настоящее время самый простой и наиболее экономичный вариант осуществления может быть обеспечен использованием прикрепленных на заводе клейких лент 28 , но строительные нормы или желание дополнительной фиксации могут потребовать использования одного или нескольких из вышеупомянутых дополнительных средств крепления.

Эстетическим качествам крыши, таким как глубина или трехмерный вид, способствует возвышение над следующей более низкой черепицей 22 при установке в обычном режиме перекрытия. Раскрытое здесь устройство обеспечивает средство для установки с равномерным подъемом дистального конца черепицы над соседней черепицей путем обеспечения постоянной или однородной общей толщины присоединительного конца 18 . Это определение лучше всего проводить во время производства, поскольку крепежные детали для черепицы 14 лучше всего устанавливать на базовую ленту 12 в рулонах или коробках с собранным продуктом.Клейкая полоса 28 на нижней стороне 15 и верхней стороне присоединительного конца 18 крепежной детали для черепицы 14 также может быть отрегулирована по толщине, чтобы обеспечить больший или меньший подъем вышеупомянутой установленной черепицы, поскольку желаемый для внешнего вида или предназначенной конструкции. В результате предварительное определение общей толщины прикрепляемого конца , 18, с любыми липкими полосками 28 , прикрепленными к верхней или нижней сторонам, таким образом, обеспечит средство для равномерного подъема черепицы друг над другом при одновременном обеспечении очень надежное крепление нижнего конца прикрепленной черепицы.

Наличие дополнительных канавок 34 в удлиненном присоединительном конце 18 крепежной детали для черепицы 14 обеспечивает большую дополнительную полезность, когда устройство используется на стропильной площадке баржи на крыше, где только одна сторона черепицы обычно изогнуты, чтобы обеспечить глубину до края крыши. В настоящее время при таком использовании черепицу просто монтируют поверх кромки крыши и на фасад таким способом, который может вызвать сухую гниль и проблемы с удержанием воды.

Для монтажа на крутых углах или на краях крыши, где желателен уклон черепицы, устройство заявителя необязательно обеспечивает надрез или канавку 34 , чтобы пользователь мог отделить или согнуть удлиненный монтажный конец 16 и крепежный конец 18 , чтобы прикрыть край или козырёк крыши и обеспечить очень надежное крепление с помощью вышеупомянутых липких лент или лент для черепицы или их комбинаций. Гибкий материал, такой как бумага или пластик, прикрепленный к одной из верхней или нижней сторон крепежной детали черепицы 14 , или только путем надрезания крепежной детали черепицы 14 монтажного конца 16 и присоединительного конца 18 частично, будет образуют гибкий шарнир 35 для удержания двух частей крепежной детали черепицы 14 и / или монтажного конца 16 вместе для размещения над углом, обеспечивая при этом герметизацию трещин в таких установках одновременно.За счет обеспечения возвышения или зазора 36 между лежащей под ним черепицей 22 на краю крыши значительно снижается риск сухой гнили, которая в настоящее время возникает на поверхности, когда черепица просто прикрепляется к ней на одном крае.

РИС. С 6 по 8 показаны варианты осуществления вентиляции 14 a и 14 b устройства. Эти варианты осуществления, в дополнение к вышеупомянутым линиям и интервалам, равномерному подъему и регистрации черепицы, также предоставляют средства для вентиляции чердака.Такой отвод горячих и влажных газов на чердаке обеспечивается застежкой черепицы 14 a , имеющей полую внутреннюю полость 40 и вентиляционные отверстия 42 , которые сообщаются с внутренней полостью 40 и через нее, которая, в свою очередь, сообщается с выхлопные отверстия 49 . При установке на крыше , 26, с использованием клейких полос , 28, или других вышеупомянутых средств для установки вентиляционных отверстий , 42, размещаются на расстоянии, достаточном для прохождения через обычный зазор, который существует в основной конструкции многих черепичных крыш.Таким образом, вентиляционные отверстия 42 сообщаются с чердаком 50 под крышей 26 . Конечно, можно просверлить отверстия в крышах с твердым покрытием, в котором отсутствуют зазоры, которые существуют в подавляющем большинстве обычных крыш из гонтовой черепицы, построенных в последние десятилетия, и, таким образом, обеспечиваются средства сообщения вентиляционных отверстий 42 с чердаком.

Или, как показано на насадке для черепицы 14 b , вентиляция также может быть достигнута вместе с желаемым зазором 36 путем прикрепления к нижней поверхности насадки для черепицы 14 b выступа воздухопроницаемый материал 50 , который будет дышать или обеспечивать передачу воздуха через чердак в атмосферу.В этом варианте осуществления нижняя поверхность насадки для черепицы 14 b обращена к зазорам или отверстиям в большинстве поверхностей крыши, которые сообщаются с чердаком, и, таким образом, позволяет воздухопроницаемому материалу 50 сообщать горячий или влажный воздух на чердаке. через эти зазоры в подстилающей крыше и в атмосферу через зазор 36 под верхним краем дальнего конца прикрепленной черепицы 22 .

При использовании на обычных крышах эти варианты вентиляции обеспечивают отличные средства для отвода тепла, которое накапливается на чердаках 52 большинства домов.Тепло в обычном чердаке естественным образом поднимается в сообщающиеся вентиляционные отверстия , 42, и там проходит через сообщающуюся внутреннюю полость , 40, и выводится через сообщающиеся выпускные отверстия , 49, в атмосферу. Этот вариант осуществления был бы особенно полезен для обеспечения вышеупомянутого крепления и расстояния для черепицы 22 , используемых вместе с этим, одновременно обеспечивая дополнительное преимущество средства отвода тепла, которое естественным образом образуется на чердаке, без необходимости в вытяжных вентиляторах или других способ вентиляции.Простое использование естественной конвекции и обеспечение канала потока для передачи тепла и конденсации с чердака через промежутки позволяет сэкономить большую энергию, а также избежать ущерба от конденсации за счет вентиляции чердака в жаркие месяцы.

РИС. 8 представляет собой вид сбоку варианта осуществления вентиляции, показывающий необязательный гибкий шарнир 35, , позволяющий устройству для монтажа вентилируемой черепицы пересекать углы гребня. Гибкий шарнир , 35, прикреплен к двум частям, которые составляют корпус 45 вентиляционного крепления 44 , только в этом случае корпус 45 может быть сформирован таким образом, как две зеркальные части, которые при соединении вместе с помощью гибкого шарнира 35 даст правильную форму.Очевидно, что этот дополнительный гибкий шарнир 35, позволяет пользователю разместить устройство поверх конька крыши, образованного в двух пересекающихся плоскостях крыши , 26, , и обеспечить опору, параллельную каждой плоскости крыши 26 . Дополнительное преимущество достигается за счет непрерывной площади верхней поверхности на одной стороне крепления, обеспечивающей водонепроницаемое уплотнение под лежащей сверху черепицей. Эти варианты вентиляции крепежных элементов для черепицы 14 a и 14 b могут быть установлены на удлиненной базовой планке 12 и объединены с клеем и вышеупомянутыми методами монтажа, или они могут быть индивидуально заменены на черепицу. застежки без вентиляции 14 для обеспечения случайного вентилирования чердака.

В случае, если предварительно прикрепленные крепежные детали 14 нежелательны из-за стоимости, вариант устройства, который по-прежнему будет обеспечивать равномерный подъем над черепицей ниже и равномерное расстояние между черепицами, показан на фиг. . 9 . В этом варианте осуществления удлиненная базовая лента , 12, будет иметь необязательную насечку или канавку 34 в ее средней части, так что лента 12 может легко сгибаться по наклонным плоскостям секций крыши.Равномерное поднятие черепицы обеспечивается подъемником для черепицы 52 , который может быть выполнен из дерева или пластика желаемой толщины, чтобы обеспечить надлежащий подъем, или может быть обеспечен соответствующей толщиной клейкой ленты 35 , которая является первоначально отделен от постоянного прилегания к основанию 12 и который будет использоваться как опора для нижнего конца черепицы. В этом варианте осуществления подъемник 52 черепицы будет прикреплен к основной планке 12 на боковом крае или в другом положении с помощью зажима 54 или аналогичного крепления, которое позволит вставить нижний край черепицы под стояк 52 .После этого верхний край черепицы будет прибит на место гвоздями или скобами, а нижние края всех черепиц будут иметь равномерный подъем, определяемый толщиной подступенка 52 . Если бы в качестве подступенка использовалась липкая лента 52 , она была бы прикреплена сбоку к основной планке 12 и либо была бы липкой по своей природе на поверхности, обращенной к нижней части черепицы, либо срабатывала давление на поверхности, обращенной к основанию. ремешок, обеспечивающий возможность скольжения верхней части нижней черепицы между основанием 12 и подступенком 52 .Этот вариант осуществления будет наименее дорогим в производстве и обеспечит равномерный подъем, но наиболее надежное крепление будет достигнуто с помощью вышеупомянутых вариантов осуществления с использованием застежки 14 .

Хотя все основные характеристики и особенности раскрытого здесь устройства для крепления черепицы были показаны и описаны, следует понимать, что специалисты в данной области техники могут делать различные замены, модификации и вариации, не отступая от сущности. или объем изобретения.Следовательно, все такие модификации и вариации включены в объем изобретения, как определено следующей формулой изобретения.

Вальмовая крыша | Примеры предложений

Вальмовой крыши еще нет в Кембриджском словаре. Вы можете помочь!

Ему также сказали, что его вальм, , , крыша, неприемлемы, хотя они были у его ближайших соседей, и что фронтальные пропорции дома были слишком широкими.Главный вход в церковь — это небольшая шатровая крыша конструкция, расположенная в одном углу.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.

Как и школа, у него вальм, , , крыша, , зубчатый карниз и широкий фриз.Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.

Квадрат вальм крыша имеет форму пирамиды.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Характеристики включают вальм, , , крышу, , мансардные окна, дымоходы из красного кирпича, преувеличенные карнизы и узкую обшивку сайдинга.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Крыша крутоскатная вальмовая кровля с черепичными мансардными окнами.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Крыша из шифера, и на ней стоит длинный деревянный фонарь, застекленный пятью фонарями и с вальмовой крышей .

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Это большая двухэтажная каркасная конструкция с вальмой крышей и передним и задним крыльями во всю ширину.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Дом стоит на гранитном фундаменте и увенчан шатровой крышей ; широкая веранда почти опоясывает строение.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Шатровая черепица крыша имеет ярко выраженный блик на карнизе и украшена колокольней над входной дверью.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Двухэтажное деревянное каркасное здание имеет вальм, , крышу, и очень простой стиль.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.По бокам дома установлены две пары дымоходов, пробивающих вальм крышу .

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Низкая вальмовая крыша имеет карниз с парными скобами по краю.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA. шатровая крыша из асбестовой черепицы, пронизанная множеством слуховых окон, покрывает здание.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA. Вальм Крыша изготовлена из чугуна с использованием инновационной для того периода технологии литья.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA. Вальмовая Крыша здания снабжена мансардными окнами.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.В основном прямоугольная по массе с шатром крышей , есть два фронтона, обращенных вперед, обрамляющих главный вход, правый слегка выступает.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Здание имеет пологую вальмовую крышу с открытыми стропильными концами.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Шатровая крыша закрывает дом, спускаясь вниз, образуя карниз, поддерживаемый парными скобами.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.Есть пристройка, которая изначально состояла только из одного этажа с односторонней вальмой кровлей с северной стороны.

Из

Википедия

Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

вальмовой крыши еще нет в Кембриджском словаре.сообщение}}

Выберите часть речи и введите свое предложение в поле «Определение».

{{/сообщение}}

Часть речи

Выберите существительное, глагол и т.

Определение

Представлять на рассмотрение

Отмена

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. В первую очередь они связаны с системами кровли и стеновых обшивок, 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 между кровлей и 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.

Стандартизованный метод оценки скорости ветра в торнадо — это 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. Разница 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 в конструкции с деревянным каркасом, 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 для улучшения технического понимания характеристик вальмовой крыши и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в крышах с деревянным каркасом.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, а 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 в Джоплине, 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, было определено 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, и поэтому можно выделить так много этапов развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая определение новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализа хрупкости компонентов дома и разработки улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования для смягчения последствий ущерба до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Тускалуса 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 стороны вальмовых крыш соседних рам с рамой. (B) 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, по-видимому, не повреждены по остальному 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 дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Осмотр фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждением 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 элементы каркаса и оболочка были удалены. Как и на рисунке 3A, очевидно, что эта крыша не только страдала от потери обшивки, 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, кажется, 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 доступных фотографиях становится очевидно, 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 влиять на некоторые шатровые крыши при скорости ветра EF2, а не разрушения RTWC или потери обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рамных рамок 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 неисправностей

Для полного анализа возникновения частичных отказов каркаса крыши все наблюдаемые повреждения в диапазонах 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, было ли повреждение вызвано RTWC, обшивкой или повреждением каркаса. Помимо повреждений кровли, включаются разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов.Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изученных крыш. В районе 1 в левой части рисунка 4 обнаружены дома, которые казались более новыми, в большинстве своем 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 соответствующими повреждениями 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 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 возникают 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: доктор 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 палочный каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с характеристиками 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 стропильной и рамной крыши

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 крепежным элементам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Типовой 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. 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 жилого фонда состоит из конструкции палки-рамки. 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 смоделированной 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 и размеру элементов в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на рисунке 8 с помеченными 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 за счет 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 четырехскатной 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 к огибающей 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 возможным нелинейное моделирование.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 балку 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 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 требует корректировки, чтобы можно было провести прямое сравнение с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтя на пальце ноги 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 при разрушениях, 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 мощности

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) на момент 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 поддержки мощности включают в себя те, для сопротивления снятия ногтей и бокового сопротивления.

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 настоящей 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 нагрузки на мощность (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 опорой на пальцы почти всегда сначала выходят из строя 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 самого простого ремня урагана 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 стержневой рамы 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 различия в поведении крыши и параметрах соединения делают 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, предлагаемых разными производителями. В более крупном масштабе методы проектирования различаются в зависимости от региона, компании и даже отдельных инженеров, 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 того, что считается 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 режим отказа, связанный с корпусом палки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой на стержнях.

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 стропилами и потолочными балками. 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 прогрессирующему, 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 равно 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 отказов 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 D / C-анализа 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 геолокационных фотографий повреждений, 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, в котором было 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 с 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 могут 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 наружной 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, верхний стропильный шарнир также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучение фотографий, сделанных при обследовании повреждений, показало, что разрушенные крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось при проектировании.

• Сравнение двухмерного анализа для случаев стропильных ферм и рамок с рамой позволяет предположить, что крыши с рамками с рамой 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 философии. 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 благодарны докторам. 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 предоставление 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, прибитых гвоздями, между крышей и стеной, 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, соединяющих стыки деревянных ферм на момент», 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, 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). Эффективность соединения гвоздя и пальца 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 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Boston, MA: ASCE), 1484–1507.

Google Scholar

Симмонс, К. М., Ковач, П., 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