Стропильная система вальмовой крыши: конструктивные особенности, проектирование, расчет

В классическом исполнении вальмовая кровля использовалась в основном при строительстве многоэтажных зданий. Но в последние годы наметилась стойкая тенденция к устройству данного типа крыш в загородном домостроительстве.

Сложная конфигурация вальмовых конструкций дает возможность подчеркивать индивидуальность постройки и воплощать оригинальные дизайнерские решения.

Вальмовая конструкция является одним из видов четырехскатных крыш.

Ее составными элементами являются два трапециевидных ската, являющиеся основном частью, и два треугольных ската, напоминающие наклонные фронтоны. Трапеции верхними гранями соединены по одной прямой, а треугольники как бы заполняют образующиеся пустые пространства.

А вы знаете, как выполняется подшивка карнизов крыши софитом?

Практические советы, как сделать красивый флюгер на крышу своими руками читайте здесь.

Исключительно оригинальный вид имеют полувальмовые, или датские кровли с переменным углом наклона, придающими зданию выразительных вид. Минусом данной разновидности является большое количество стыковой и значительное усложнение системы стропил.

Стопильная система

Система стропил надежно защищает здание от нежелательного влияния факторов окружающей среды.

Ее возведение– дело очень ответственное.

До начала работ необходимо подготовить чертеж и составить план системы стропил. Для этого требуется сделать все требуемые расчеты – прежде всего определить угол уклона.

Величина угла прямо пропорциональна количеству используемого кровельного материала.

Устройство стропильной системы

• До начала укладки стропил надо уложить мауэрлат, который будет служить опорой для всей системы. До начала укладки мауэрлата следует оборудовать армированный пояс для усиления несущей способности стен и обеспечения подходящей ровной поверхности. Для этого используют конструкции из железобетона.
• Если постройка каменная или кирпичная, по верхней части стен выставляется опалубка, в которую затем вставляют каркас на основе арматуры, после чего заливают бетоном.
• Во время установки каракаса к нему прикрепляют оцинкованные шпильки из металла. Их диаметр должен быть как минимум 1 см. Длина подбирается с таким расчетом, чтобы верхние части выступали на 3-5 см из мауэрлата.
• После затвердения бетона его верхняя часть промазывается битумом, а сверху клеится рубероид, который защищает дерево от гниения. На выступающие шпильки насаживают бруски (в них предварительно должны быть высверлены отверстия). Для закрепления конструкции используют гайки.
• Мауэрлат изготавливают из деревянного бруса сечением 15 х 15 или 10 х 15 см.
• Материал должен быть тщательно просушен и пропитан антикоррозийными средствами.
• После этого параллельно коньку (к нему крепят стойки, которые поддерживают определенную часть системы стропил) устанавливают центральную балку.

Элементы каркаса и стропильной системы

Основными составляющими каркаса и системы стропил являются:

• прогон;
• мауэрлат;
• опорная доска;
• затяжки;
• обрешетка;
• нарожники;
• подкосы;
• рядовые стропила;
• накосныестропила;
• стропила диагональные.

Итак, из кровельных элементов создается стропильная ферма с несколькими треугольниками в основании. Поскольку эта геометрическая фигура является самой устойчивой, ферма также отличается значительным уровнем жесткости.

Стропильные ноги – основная несущая деталь всей конструкции. Их устанавливают под предварительно вычисленным углом наклона скатов.

Основной функцией мауэрлата является равномерное распределение веса всей конструкции (стропил, дополнительных элементов и т.д.) на стены.

Опорой для нижних торцов стропильных ног являются наружные стены, а для верхних торцов – промежуточные прогоны или подконьковый брус. Назначением этих двух элементов является передача нагрузки на поверхность несущих стен посредством системы стоек.

Расстояние между стропильными ногами может быть до 2 метров. Конкретная величина зависит от материала для кровли и сечения стропильных брусов.

Виды стропил

Стропила для вальмовой кровли делятся на два типа:

• Висячие – держатся на двух опорах, без дополнительной поддержки. В роли опор выступают стены.

Подобная стропильная система работает на изгиб и сжатие. При ее использовании возникают передающиеся на стены распорные силы горизонтальной направленности. Их можно сократить посредством применения затяжки из металла или дерева для соединения стропильных ног. Затяжка устанавливается у основания стропил и выполняет роль балки перекрытия. Такой вариант чаще всего применяется при строительстве чердачной или мансардной кровли.

Основная технология утепления мансардной крыши: материалы и последовательность действий.

Статья для тех, кто выбирает мягкую кровлю катепал.

Если вам нужно покрыть крышу металлочерепицей, читайте https://rooffs.ru/metallicheskaya/metallocherepica/kak-krepit-na-kryshu.html советы профессионалов.

При более высоком расположении затяжка выполняет только закрепляющую роль.

По мере продвижения затяжки наверх система креплений и балки стропильной конструкции должны все более усиливаться.

• Применение наслонных стропил целесообразно в постройках с промежуточной несущей стеной или колоннами. Опорой для торцов являются наружные стены. Средняя часть соответственно опирается на опоры или расположенную внутри несущую стену.

Детали этой стропильной системы также работают на изгиб. В случае соответствия ширины системы стропил периметру здания кровля получается легкой и гораздо более экономичной с точки зрения требуемых пиломатериалов.

Во время монтажа можно чередовать два типа стропил: на участках с внутренними стенами (или опорами) использовать наслонные, а в тех местах, где их нет, применять висячие.

Монтаж наслонных стропил уместен при расстоянии между опорами до 6 метров. В случае, когда есть промежуточная опора, ширина перекрытия увеличивается посредством применения наслонных стропил до 12 метров. При двух дополнительных опорах она может достигать 15 метров.

Для повышения прочности соединения его закрепляют при помощи болтов, саморезов, скобы и нагеля.

Для соединения составляющих затяжек применяются накладки, болты, зуб.

В стропильной системе в очень многих случаях применяется шпренгель. Его функция заключается в повышении устойчивости накосных стропил.

В качестве материала для изготовления стропил используют хвойные сорта дерева. Они заранее тщательно просушиваются и обрабатываются особыми составами для предотвращения гниения и защиты от огня.

Последовательность работ по укладке стропил

• В первую очередь должны быть установлены вертикальные стойки, которые будут поддерживать брус конька. Крепление стоек к центральной балке осуществляется при помощи особой системы укосин.

Завершив этот процесс, можно переходить к диагональным стропилам. Материалом для них служит обрезная доска сечением 5 х 15 см.

• Накосные (диагональные) стропила являются основным элементом системы. Они несут основную ответственность за поддержку веса всей кровли.

От их корректной установки во многом зависит устойчивость конструкции.

Правила при возведении вальмовой кровли сводятся к следующему:

• диагональные стропила должны быть равны по длине – свес крыши зависит от этих деталей;
• расстояние между кровельными свесами должно составлять 50-60 см; при строительстве дома в областях с сильными и частыми ветрами длину увеличивают до 1 метра;
• с особой тщательностью должна осуществляться стыковка центрального стропила (со стороны торца постройки), накосных стропил, бруса конька.
• После установки диагональных стропил переходят к обычным. При расчете длины шага между ними необходимо учесть параметры плит для теплоизоляции. В основном шаг составляет 60 см. Крепление к мауэрлату и брусу конка производится посредством саморезов и способом врубки. Для дополнительной фиксации (при ее необходимости) используют ригели и верхние стяжки.
• Рядовые стропила не должны упираться в те участки, где производилось крепление мауэрлата при помощи шпилек.
• С каждой стороны к накосным стропилам прикрепляют нарожник. Стропила и мауэрлат связываются при помощи укороченных стропильных ног. Следует избегать их соединения в одном месте с диагональными стропилами.
• Установка обычных стропил и нарожников производится под прямым углом и параллельно относительно друг друга.
• Укрепить конструкцию можно посредством монтажа подкоса под стропила, а также врезания в балки перекрытия стоек.
• Скаты получаются значительно круче при расчете нижних стропил на сжатие. В подобном случае основную часть нагрузки составляют давление ветра и вес верхних скатов.

Для дополнительного укрепления крыши и повышения ее устойчивости по отношению к сильным порывам ветра применяют анкерные соединения.

• Если устанавливать стойки в точках пересечения подкосов и стропильных ног, можно заметно сократить количество распределяемой на балки нагрузки. Низ стоек должен соединяться с балкой перекрытия (над наружной стеной).
• Прочность кровли можно увеличить при помощи схваток, которые используются для скрепления наслонного типа стропил в нижней части кровельных скатов. Опорные брусья устанавливаются в нижней части затяжек.

Когда необходимо усиление стропильной конструкции?

При небольшом уклоне повышается снеговая нагрузка. В подобном случае надо увеличить прочность стропильной системы.

С этой целью используют шпренгели и шпренгельные фермы.

Шпренгель представляет собой брус, укладываемый по двум сторонам с таким расчетом, чтобы они сошлись углом. На этот брус устанавливают вертикальные стойки для поддержки диагонального стропила – как в верхней, так и в нижней части.

При необходимости усиления верхней части применяется шпренгельная ферма. При этом стойку усиливают при помощи пары подкосов.

Обрешетка

После завершения работ по установке стропильной системы надо установить обрешетку.

Для ее устройства используют доски толщиной от 20 до 25 см или бруски сечением 5 х 5 см.

Обрешетка может быть с зазорами или сплошной.

Размер шага определяется в зависимости от типа материала для кровли.

Расчеты

Прочность кровли можно обеспечить только правильно составленным проектом, точными расчетами и разметкой.

Расчеты крайне важны для определения соотношения длины скатов и вальм.

1. В первую очередь обозначают ось с торца здания по верхней обвязке.
2. Рассчитав половину толщины конькового бруса, находят местоположение первой детали системы стропил.
3. После этого замерную рейку одним краем прикладывают к отмеченной линии, в то время как другой ее конец находится по линии боковой стены. Здесь должно быть установлено промежуточное стропило.
4. Длина свеса стропила определяется следующим образом: одним концом брус располагается на наружном углу стены, а другим – на кровельном свесе. Следующий элемент центральных стропил рассчитывают посредством передвижения замерной рейки к краю боковой стены, после чего на ней отмечают место расположения стропила.
5. Аналогичное действие производится на 3 других углах. Таким способом определяется дислокация промежуточных стропил и коньковых торцов.

Замерная рейка и таблица коэффициентов

Для облегчения работ строители рекомендуют использовать замерную рейку. На нее наносятся все необходимые параметры. Так можно избежать ошибок и не пользоваться рулеткой при отмеривании одинаковых отрезков.

Рейку делают из широкой фанеры (примерно до 5 см), чтобы была возможность просматривать ее с большого расстояния. Для точного расчета используется специальная таблица, в которой указаны соотношения длины и расположения стропил.

Длина стропильной ноги будет равняться произведению коэффициента проекции (ноги стропила). Таблица обеспечивает абсолютную точность при расчетах.

Полученная величина умножается на поправочный коэффициент, в итоге получается длина углового стропила.

ВЫВОДЫ:

• Вальмовая кровля сложна в исполнении, но отличается высоким уровнем прочности.
• Стропильная система – основа кровельной конструкции.
• До начала работ необходимо подготовить чертеж и сделать точные расчеты.
• Сначала укладывают мауэрлат, который будет опорой для системы стропил.
• Стропильные ноги являются главной несущей деталью конструкции.
• Стропила вальмовой кровли бывают висячими и наслонными.
• Для повышения прочности наслонных стропил используют шпренгель.
• Диагональные стропила ответственны за удержание веса всей кровли.
• При небольшом угле наклона кровли стропильная система требует укрепления.
• Последним штрихом является установка обрешетки.
• Использование замерной рейки значительно упрощает проведение работ.

Подробный видеообзор стропильной системы вальмовой крыши.

Вальмовая крыша: стропильная система

Приобретающие все большее распространение в нашей стране вальмовые кровли представляют собой конструкцию из четырех плоскостей. Если сравнивать их с крышами-двускатками, имеющими фронтоны, то кровли данного типа характеризуются отсутствием фронтонов, на месте которых находятся вальмы. Торцевые треугольные скаты создаются при помощи накосных стропильных ног. Фасадные скаты имеют трапециевидную форму.

Вальмовые кровли обладают четырьмя скатами: первые два находятся в боковых зонах, а другие два – между боковыми. При этом все плоскости располагаются под определенным углом, а крыша имеет две верхние точки, соединенные при помощи конька.

Существует несколько видов крыш данного типа:

1.шатровая крыша оптимальна для сооружений квадратной формы, поскольку имеет одинаковые скаты с каждой стороны при отсутствии боковых скатов;

2.голландская кровля отличается усложненной конфигурацией, где боковые скаты – это верхний уровень конструкции;

3.мансардная вальмовая крыша характеризуется наиболее сложным вариантом устройства, так как ее плоскости могут обладать совершенно различными параметрами и расходиться под разнообразными углами, что в итоге делает дизайн такой кровли самобытным и необычным.

Элементы вальмовой кровли

Конструкцию данного вида кровель составляет множество элементов:

Базовой опорной осью является коньковый брус, располагающийся в самой верхней точке, где соединяются все плоскости.

Укороченные стропила могут иметь разные параметры, но угол выхода у них один: одним концом они опираются на мауэрлат или угол здания, другим же соединяются с помощью угловых стропильных ног. Число этих элементов обусловлено общей площадью крыши.

Для соединения конькового бруса и углов постройки используются угловые стропила. Одна их часть должна закрепляться у конька, а другой требуется зайти за край строения. Для работы необходимо использовать четыре элемента, изготовленные из досок. При этом толщина стропил должна совпадать с аналогичными характеристиками конька. Угловые стропила – это базовые силовые детали конструкции.

Промежуточные стропила одним концом закрепляются у конька, а другим – опираются на мауэрлат.

Стандартный каркас образовывается шестью центральными промежуточными стропилами, закрепляемыми на каждом конце конькового бруса. Данные элементы выводятся на опорные стены постройки.

Вальмовая крыша: стропильная система

При устройстве вальмовых кровель используются наслонные и висячие стропила.

Наслонные стропила имеют следующие особенности:

высокий уровень выверенности и конструктивности;

лучше всего подходит для строений, имеющих среднюю опорную стену или несущие конструкции;

является наиболее бюджетным вариантом.

Висячие стропила по сравнению с наслонными сложнее установить и отремонтировать. Чаще всего их применяют на стеновых внешних проемах. Элементами данного вида стропил являются:

подкосы и стойки;

шпренгели;

ригели;

нарожники;

прогоны и лежни;

накосные составляющие;

трапеции элементов ската.

New Truss+: автоматическое создание сложных систем ферм крыши в Revit — Agacad

Новое расширенное расширение для Truss+ уже здесь! В дополнение к автоматизации сложных систем деревянных и металлических ферм, последние версии AGACAD Wood/Metal Framing Roof более удобны и гибки благодаря дополнительным возможностям для создания и свободного изменения различных компоновок ферм крыши и отдельных конструкций ферм.

Кроме того, системы ферм могут быть созданы для крыш с различными уклонами вальмовых и боковых сторон, и для ваших проектов будут доступны дополнительные варианты каркаса свеса фермы.

Давайте рассмотрим последние обновления один за другим.

1. Создание и изменение 3D-сеток, созданных одной линией крыши

Используя Truss+, мы можем создавать полные сложные системы ферм одновременно с настраиваемой трехмерной сеткой, пропуская ограниченный и трудоемкий стандартный процесс вставки семейств ферм Revit®.

Работать с 3D сетками стало намного проще. В то время как в прошлом нам приходилось выбирать несколько символических линий модели для создания 3D-сетки, теперь, если крыша создается с помощью команды «Выбрать стены», мы можем создать сетку, выбрав только крышу и одну символическую линию.

Сначала нажмите «Вставить сетку ферменной системы по одной линии крыши», затем выберите крышу, символическую линию и выберите тип сетки системы:

Все углы наклона, свесы, отступы и другие значения настраиваются автоматически, поэтому вам не нужно ничего вычислять.

Ранее, после создания сетки, мы могли изменить ее только с помощью функции «Изменить сетку ферменной системы», но теперь мы также можем сделать это, просто изменив «Параметры экземпляра».

В этом случае я удалил галочку «Установить главную крышу», чтобы позже можно было вставить сетку установки долины для этой системы. В этом примере я добавил 3 слоя балки:

Наконец, я выбрал сетку и сгенерировал набор Valley Сетка:

Я использовал ту же функцию «Вставить сетку ферменной системы по одной линии крыши» для создания других сеток на этой крыше. Для фронтонов я оставил галочку «Установить главную крышу» и создал «Последнюю общую ферму», чтобы позже можно было автоматически расположить фермы по всей крыше:

Вот оно! Всего создано 3D-сеток:

2. Создание ферм с помощью трехмерных сеток и автоматического распределения по всей крыше

После автоматического создания ферм на созданных трехмерных сетках мы можем автоматически расположить их по всей крыше:

После выбора фермы и использования «Копировать/Массив/Автомассив фермы крыши/пола» и выбора «Автомассив» функция «Автомассив» автоматически вычисляет, что 5 ферм необходимо расположить слева от выбранной фермы , до «Последней общей фермы», созданной ранее:

Наконец, после авторасстановки ферм по обеим сторонам крыши, мы можем автоматически расположить их посередине, выбрав две фермы и «Автокопировать две фермы» — посередине:

Вот оно!

3.

Сложный стропильный каркас крыши

Одной из основных характеристик новой фермы + является возможность комбинировать старый метод, который позволяет нам «Вставить сетку ферменной системы по линиям крыши», и новый метод, который позволяет «Вставить сетку ферменной системы по одной линии крыши». Таким образом, мы можем создавать особенно сложные системы ферм для различных ситуаций:

Другой пример:

Сгенерировано ферм:

4. Создавайте параметрические семейства ферм уникальной формы даже для нескольких крыш

Truss+ позволяет создавать параметрические семейства ферм уникальной формы на основе линий модели и даже нескольких крыш (в прошлом мы могли создавать их только для одной сплошной крыши, смоделированной в Revit) для немедленного использования в ваших проектах с помощью Truss Builder.

Как вы, возможно, уже знаете, Truss+ RT имеет встроенный конструктор ферм, который позволяет пользователю создавать собственные конструкции ферм и использовать их в другом проекте.

После рисования линии модели на правильном уровне мы можем выбрать ее и использовать «Создать тип фермы крыши из линий модели»:

Откроется окно Truss Builder со схемой, созданной на основе линии модели (нижний пояс) и формы крыши Revit (верхний пояс), и мы сможем создать эскиз пользовательской сети:

Результат:

5. Изменение ферм с помощью конструктора ферм

Отныне Truss Builder можно использовать не только для новых творений, но и для модификаций. Автоматически сгенерированные фермы можно отправить в Truss Builder, и оттуда мы можем спроектировать желаемую сеть.

Просто выберите ферму и используйте «Изменить тип фермы крыши»:

Откроется окно Конструктор фермы со схемой, уже созданной на основе верхнего и нижнего поясов выбранной фермы. По этой схеме мы и сможем набросать собственную паутину:

Результат:

6. Конечная стропильная крыша

Truss+ автоматически преобразует понижающую ферменную систему в оконечную систему на основе пролета:

7.

Замена ферм

Если вам нужно заменить ферму, которая уже была сгенерирована на вашей крыше, это будет очень быстро и легко с новыми версиями фермы+.

Процесс очень прост: вы сможете выбрать одну ферму или фермы из одной группы, идентичные фермы из одной группы или фермы из одной сетки. Затем замените их автоматически, выбрав нужную ферму из базы данных или модели:

.

8. Каркас свеса

Наконец, что не менее важно, в последних версиях Wood Framing Truss+ у вас будет больше вариантов каркасных конструкций:

Окончательное решение для деревянных/металлических каркасов с Revit

Топ-пользователи Revit называют пакет Wood/Metal Framing Suite от AGACAD самым мощным и гибким программным обеспечением BIM на рынке для конструкций с многослойными деревянными или металлическими каркасными стенами, полами и крышами. Это включает в себя сборные панели, стропила и фермы, а также отличные решения SIP, CLT и стоечно-балочные решения.

Усовершенствованная автоматизация и встроенные передовые методы помогают специалистам по BIM делать оптимальный выбор, работать намного быстрее и избегать ошибок на каждом этапе — от проектирования и документации до изготовления и строительства.

Легко и быстро добавлять, изменять или отмечать только нужные элементы или параметры, распределять детали, гибко управлять отверстиями и соединениями и находить конфликты. Рамы динамически обновляются и адаптируются, обеспечивая постоянную точность рабочих чертежей и списков вырезов.

Конструкция вальмовой крыши — Конструкция крыши

Последнее обновление: четверг, 29 июня 2023 г. |
Конструкция крыши

Вариации вальмовой конструкции с использованием ферменных стропил почти бесконечны, но следующий текст и иллюстрации дают представление о наиболее распространенных формах, иллюстрации взяты из технических руководств поставщиков пластин.

Обычная конструкция тазобедренного сустава показана на рис. 7.4. При этом используется балочная ферма с плоской вершиной и заполняющие фермы с плоской вершиной между балкой и основной крышей. Балка должна быть прибита гвоздями (или болтами) вместе на заводе и расположена на стеновой плите, чтобы принять односкатные вальмовые фермы заполнения, которые она поддерживает. Точное расположение балки может варьироваться в зависимости от поставщика, но проверка одношагового пролета быстро обеспечит точное расположение на настенной плите. Стропила как монолитных, балочных, так и заполняющих ферм с плоским верхом будут оставлены намного длиннее, чем необходимо, поскольку они будут обрезаны на месте, чтобы соответствовать вальмовой доске. Обрезки часто можно использовать в качестве брусков для заполнения боковых углов, где составной срез будет точно правильным. Монофермы могут поддерживаться либо верхним, либо нижним поясом, и это должно быть четко известно перед креплением, чтобы при необходимости можно было использовать башмаки фермы. Рисунок 7.4 иллюстрирует описанную выше конструкцию.

Альтернативной формой тазобедренного сустава является использование ступенчатого тазобедренного сустава. При этом используется аналогичная вальмовая балка с плоской вершиной и встречные односкатные фермы для формирования вальмового конца, но на этот раз между балкой и основной коньковой крышей устанавливается ряд простых ферм с плоской вершиной, при этом элемент с плоской вершиной увеличивается в высоте по мере увеличения бедра к точке конька. Это сохраняет летающие стропила или верхний пояс односкатных ферм, но требует установки выступов между этими все более высокими фермами, чтобы обеспечить адекватную фиксацию черепичных реек.

TCP Стандартная установка TCP

TCP Стандартная установка TCP

VTC2 Патентная заявка Великобритании 46 ‘ №: GB

Типовая установка VTC2 901 11

Типовой VTC2, вид сбоку

Типовой VTC2, вид сбоку

Общая ферма

THG3B

Типовой установленный THG (аналог THG4B) 90 003

Рис. 7.3 Металлоконструкции кровли.

HRC22 (HRC1.81 и

HRC50 аналогичный) Патент США 2,380,116

HRC22 (HRC1.81 и

HRC50 аналогичный) Патент США 2,380,116

Типичная установка HRC на краю конька

Дополнительная установка HRC

SIMPSON

Strwi&Tte

HUS230/50 (аналог LUS) EPC Pat. ожидается (FR)(DE)(GB)

Дополнительная установка HRC

HUS230/50 (LUS аналогичный) EPC Pat. ожидается (FR)(DE)(GB)

THG3B

Стандартный установленный THG (аналог THG4B)

Двойной гвоздь

Рис. 7.3 Кровельные металлоконструкции.

Бедро с плоской вершиной

Горизонтальные верхние пояса ферм с плоской вершиной должны быть хорошо скреплены друг с другом, чтобы противостоять боковому выпучиванию

Балки перекрытия с заполнением

Бедро с плоской вершиной

Балки перекрытия с заполнением

Вальмовые доски должны быть вставлены в пазы над составной балкой ферм с плоским верхом и над стеновой пластиной

Составная балка ферм с плоской вершиной, постоянно соединенных вместе

Накатные стропила должны быть как минимум на 25 мм глубже, чем элементы стропильных ферм, чтобы можно было закрепить их на стеновой плите

Стандартные фермы для основной крыши

Фермы с плоским верхом, поставляемые с удлиненными стропилами для обрезки на месте под вальмовые доски

Составная балка ферм с плоской вершиной, постоянно скрепленных вместе

Забивные стропила должны быть как минимум на 25 мм глубже, чем элементы стропильной фермы, чтобы обеспечить возможность проникновения птиц на стеновую плиту ill nil

СИСТЕМС ЛТД.