Способы проведения расчётов вальмовой крыши

Конструкция вальмовой кровли необычна. Сегодня её часто используют в частном домостроении. И причина не только в форме. Под кровлей легко можно расположить помещение, неплохо сэкономив на строительстве нового жилого пространства. Главное – правильно провести теплоизоляционные мероприятия. Но необходимо обозначить, что кровля этого типа – сооружение непростое. Поэтому важно точно провести расчёт вальмовой крыши, учитывая большое количество различных нюансов. Даже небольшие неточности могут понизить надёжность конструкции.

Устройство кровли

Относится вальмовая кровля к категории четырёхскатных крыш. Два противоположных ската у неё – это трапеции, два – треугольники. Стыкуются они между собой так называемыми угловыми стропилами, которые создают границы между скатами. Это несущие элементы вальмовой кровли, от сечения которых зависит несущая способность конструкции в целом.

Кроме угловых стропил в плане несущих конструкций, в вальмовой крыше есть и другие элементы:

• коньковый брус, который является опорой для основного количества стропил;
• стропильные ноги центральные, они опираются на мауэрлат крова одним концом, другим на конёк, располагаются в плоскости трапециевидного ската;
• стропила вальмовые, формируют вальмовые скаты, упираются верхними концами на угловые стропила.

Плюсы и минусы вальмовой крыши

Прежде чем начать любое строительство каждый захочет познакомиться с особенностями сооружаемой конструкции.

К основным преимуществам вальмовой крыши специалисты относят следующее:

• в конструкции отсутствуют вертикальные стороны. Такая особенность позволяет более надёжно противостоять давлению воздушных масс. Поэтому, если в вашей местности преобладают сильные ветра, то вальмовая крыша – это то, что вам нужно;
• сама конструкции стропильной системы делает кровлю довольно прочной и мало подверженной деформации. Но такое будет истинным, если расчёт вальмовой крыши сделан правильно;
• наличие четырёх скатов делает возможность создавать свесы по всему периметру дома, что позволяет более надёжно защитить стены от воздействий атмосферных осадков;
• обладает привлекательным внешним видом.

Последнее обстоятельство может существенно помочь, если Вы решили встроить мансардный этаж в уже эксплуатируемое здание. В этом случае вальмовая крыша зрительно уменьшит высоту дома, что улучшит его эстетический вид.

Но и такая конструкции не лишена своих недостатков. В первую очередь, как уже говорилось выше, это довольно сложное устройство. Возвести такой кров, может быть под силу только при наличии определенных навыков. К тому же большое количество материалов увеличивает стоимость строительства объекта.

Еще одним недостатком вальмовой крыши является то, что скаты по всему периметру дома будут отнимать много свободного пространства. Такое обстоятельство может помешать постройки большой комнаты на мансардном этаже.

Следует помнить! Вальмовая крыша – это довольно распространенный вариант. Ее часто используют при желании иметь мансардный этаж или в местах с большими ветровыми нагрузками. Такой вариант кровли является прочной конструкцией, способной выдержать существенные атмосферные воздействия. Но решив его выбрать, необходимо приготовится к некоторым трудностям. Во-первых, вальмовая крыша довольно сложна. Во-вторых, вы должны быть готовы к большим расходам. Но самое главное – это сделать правильный расчет вальмовой крыши.

Угол наклона скатов

Это один из самых важных показателей, который рассчитывается в первую очередь. Всё зависит от типа кровельного материала, запланированного по проекту к покрытию кровельной конструкции. Потому что не все материалы для кровель могут выдерживать требуемые нагрузки от атмосферных осадков без учёта угла наклона ската.

Вот несколько соотношений:

• угол наклона скатов при укладке на них профнастила не должен быть меньше 12°;
• при монтаже металлочерепицы – 14°;
• шифера – 22°;
• битумной черепицы — 11°;
• ондулина — 6°;
• рулонных кровельных материалов – 3–5°.

Обратите внимание! Количество используемого материала для покрытия крыши зависит именно он наклона скатов. Чем круче конструкция, тем больше расходов. При этом увеличивается не только количество кровельного материала, но и элементов обрешётки, длина стропильных ног, количество утеплителя и защитных полимерных плёнок.

Поэтому производя расчёт вальмовой крыши, необходимо определиться с количеством используемых стройматериалов. Для этого придётся рассчитать площадь кровли.

Площадь кровельных скатов

Здесь всё достаточно просто потому что форма скатов – это геометрические фигуры, площади которых известны.

Площадь трапеции: S=(a+b)h/2, где «a» — длина конькового бруса, «b» — длина карниза, «h» — высота ската, то есть расстояние от конька до карниза по прямой.

Площадь треугольника: S=hb/2, где «h» — высота, то есть расстояния от карниза до торца конька, «b» — это длина карниза вальмового ската.

Подставляя в формулы значения размеров крова, определяется фактическая площадь скатов. А так как скатных конструкций по две, то их значения умножаются на «2». Затем оба полученных результата суммируются. Это и будет общая площадь вальмовой кровли.

Либо просто заполните поля предложенного ниже онлайн-калькулятора  система сделает все расчёты площади вальмовой крыши за вас.

Чтобы получить количество требуемого кровельного материала, рассчитывается площадь одного элемента покрытия крыши. После чего общую площадь делят на этот показатель. Это и есть требуемое количество. Но так как вальмовая крыша сооружается в виде трапеции и треугольников, то некоторую часть кровельного материала придётся подрезать под форму и размеры рёбер. А значит, на выходе получится достаточно большой объём отходов. Чтобы их скомпенсировать, придётся приобрести материала больше на 10–20%.

Расчёт элементов вальмовой крыши

Если угол наклона скатов известен, известны размеры постройки, то можно легко определить длину стропил. К примеру, расчёт стропил трапециевидного ската. Вводные данные:

• угол наклона 30°;
• ширина дома – 6 м.

В сечении центральные стропила являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором нижний катет – это ширина строения, боковой – высота крыши от основания до конька. Первое значение задано. Чтобы рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги), надо длину нижнего катета разделить на sin30°. А числовое значение равно – 0,5. Если подставить все значения в формулу, то получится следующее:

L=b/sin30°=6 /0,5=12 м. Это и есть длина центральных стропил вальмовой крыши при угле наклона в 30°.

Размер длины угловых стропильных ног зависит от высоты крова и расстояние от угла дома до проекции конца конькового прогона на основание (перекрытие). Зависит последний параметр от длины самого конькового бруса. Чем он больше, тем меньше этот размер. И наоборот. Сам расчёт производится по той же формуле, что и центральные ноги.

Определившись с длиною угловых стропил, можно рассчитать длину вальмовых ног. Единственный момент – это тот факт, что стропила вальмового ската не имеют одинаковую длину. Они опираются по угловые ноги, которые сами располагаются под наклоном. И чем ближе к коньку, тем длиннее стропила вальмы. Поэтому каждый элемент придётся подсчитывать по отдельности.

Расчёт стропильной системы

Стропильная система – основа кровли. Поэтому к её расчёту надо подходить с особым вниманием. Основной показатель, кроме ранее рассчитанной длины стропильных ног, шаг установки, то есть расстояние между элементами. Обычно этот параметр варьируется в диапазоне 60–100 см. Поэтому расчёт стропильной системы вальмовой крыши начинается с приблизительного выбора шага установки.

Покажем это на примере. Выбирается шаг монтажа, равный 80 см. Если длина конькового прогона равна 12 м, то количество стропильных ног рассчитывается так:

12:0,8+1= 16 штук. Единица – это ещё одна стропильная нога, которая устанавливается с одного края, завершая систему. Теперь надо довести шаг установки до фактического параметра: 12:16=0,75 м или 75 см.

Расчёт угла наклона

Необходимо добавить, что угол наклона учитывается не только по типу кровельного материала. Тем более это соотношение определяет минимальное значение уклона. Многое зависит от двух нагрузок: снеговой и ветровой. Оба параметра выбираются из расчёта расположения строящегося объекта.

Эти данные не являются секретом, их можно найти в свободном доступе в интернете. Они представлены как табличными значениями, так и графическими (на карте страны обозначены зоны с определёнными нагрузками). Чем больше нагрузка снеговая, тем рекомендуется сделать вальмовую крышу круче. И, наоборот, чем сильнее ветровая нагрузка, тем кровля должна иметь меньший угол наклона.

Теперь надо обозначить тот факт, что нагрузки, угол наклона и количество стропильных ног влияют на сечение стропил. Здесь зависимость такая:

• чем больше устанавливается стропильных ног при средних нагрузках, можно использовать стропила небольшого сечения, к примеру, 50х100 мм;
• если нагрузки увеличиваются, то можно увеличить количество элементов стропильной системы, или увеличить сечение стропил, к примеру, 50х200 мм;
• если увеличить угол наклона, снизив снеговые нагрузки, можно уменьшить количество стропил в конструкции крыши или уменьшить их сечение.

В общем, подгоняя параметры друг под друга, можно немного сэкономить на приобретении пиломатериала. Хотя специалисты утверждают, что на кровельной конструкции экономить нельзя. Особенно, учитывая площадь кровли. Здесь необходимо учитывать ширину пролёта здания. Если она превышает 12 м, то есть расстояние от стен дома до конька более 6 м, тогда под стропильные ноги необходимо установить опорные стойки.

Расчёт с помощью онлайн-калькулятора

Используя для расчёта калькулятор вальмовой крыши, необходимо понимать, что полученный результат имеет приблизительное значение. Поэтому его лучше увеличить на 10%. Хотя надо отметить, что программы на разных порталах друг от друга отличаются. В некоторых конечный результат может оказаться довольно точным с минимальными погрешностями.

Итак, калькулятор расчёта, что в него входит, и что в результате он выдаёт.

В принципе, в программу надо заложить вводные данные, а именно: тип кровельного материала, параметры здания и самого крова. Что касается размеров дома, то здесь учитывается его длина и ширина. Эти значения есть в проекте. Что касается крыши, то чаще всего в программу калькулятора расчёта четырёхскатной крыши вносят параметры свесов (карнизов). А точнее, длину их выступа (расстояние от стены до края кровельного материала). При этом вносятся длины как фасадных свесов, так и боковых, ведь кровля четырёхскатная. Не всегда оба параметра имеют одинаковую величину.

Чтобы расчёт был более точным, можно в программу внести дополнительно угол наклона крыши, шаг установки стропильных ног. Обязательно выбирается регион строительства. На основании этого калькулятор произведёт расчёт природных нагрузок. Обратите внимание, что ветровая нагрузка определяется не только регионом расположения дома, но и некоторыми дополнительными факторами. Основных два:

• тип местности застройки: открытая, закрытая или внутри города;
• высота кровли.

Что должен выдать онлайн-калькулятор как конечный результат:

1. Точный угол наклона в соответствии с нагрузками на кровлю и типом кровельного материала.
2. Длину конькового прогона.
3. Общую площадь крыши, что даст возможность подсчитать точное количество кровельного материала.
4. Приблизительный вес кровельного покрытия.
5. Какое количество гидроизоляционной плёнки требуется для покрытия скатов кровли.
6. Обозначит нагрузки на стропильную систему.
7. Длину всех видов стропил: центральных, угловых и вальмовых по отдельности.

Здесь же будут обозначены параметры обрешётки. А именно: тип (разряженная или сплошная), шаг установки, количество из расчёта стандартной длины, объём (пиломатериал продаётся в м³), вес пиломатериала.

Заключение по теме

Получается так, что онлайн-калькулятор использовать в расчётах вальмовой кровли проще. Есть в нём определённые погрешности, но они не такие серьёзные. Увеличив конечный результат на несколько процентов, можно гарантировать надёжность всей конструкции.