Устройство четырехскатной кровли: Конструкция четырехскатной крыши — устройство и схемы (фото, видео)

Опубликовано в Разное
/
16 Май 1979

Содержание

Конструкция четырехскатной крыши — устройство и схемы (фото, видео)

Выбор вида кровли для проекта будущего сооружения очень важный этап строительства. Ошибка в этом вопросе стоит дорого: целостность образа разрушается, пропадает гармония и респектабельность. Для перекрытия своими руками частного дома большой площади архитекторы и дизайнеры часто рекомендуют четырехскатную крышу. Ее устройство удачно сочетает узнаваемый внешний вид, надежность и практичность, перед которой не устоит ни один домовладелец.

Содержание статьи

Внешний вид и конструкция

Кровля четырехскатного типа состоит из четырех пересекающихся плоскостей, скатов. Два из них, треугольной формы, называют торцевыми, они заменяют собой фронтоны. Оставшиеся два – трапециевидные, известны как фасадные. Диапазон угла наклона скатов лежит в пределах 15-60 градусов, а выбор кровельного материала ограничивает лишь воображение.
Конструкция четырехскатной крыши складывается из следующих обязательных элементов:

  1. Конька, расположенного на самой вершине кровли, в месте пересечения плоскостей скатов.
  2. Скатов, четырех поверхностей, расположенных под углом к основанию кровли и покрытых кровельным материалом.
  3. Свесов, частей крыши, выступающих за периметр основания, необходимых для защиты стен сооружения от попадания воды. Свесы формируют за счет удлинения стропильных ног или специальных деталей – кобылок.
  4. Стропильной системы, которую не видно снаружи, но она является каркасом, опорой четырехскатной кровли, формирующей ее геометрию.
  5. Водосточной системы, обеспечивающей отведение излишков жидкости с поверхности четырехскатной крыши. Обычно монтируют внешний водосток, состоящий из водосточного желоба, водоприемной воронки и вертикальной трубы.
  6. Снегозадержателей, небольших бортиков, расположенных по краям скатов, предотвращающих внезапное обрушение накопившейся после снегопада снежной массы.

Разновидности форм

Под термином «четырехскатная» скрывается несколько видов крыш, состоящих из такого количество скатов, но имеющих различное устройство:

  • Четырехскатная вальмовая. Классическое прочтение, кровля с четырьмя скатами, два из которых треугольные, а два трапециевидные. Они соединяются, образуя конек, длина которого меньше, чем длина дома. Стропильная система вальмовой кровли относится к конструкциям повышенной сложности, ее тяжело и спроектировать и собрать своими руками.

  • Четырехскатная полувальмовая голландская. Объективно рассуждая, этот вид можно отнести и к двухскатным, и к четырехскатным крышам. Голландская кровля состоит из двух скатов в виде трапеции и двух маленьких, треугольных, усеченных вальм. Вальмы не полностью заменяют собой фронтоны, благодаря чему возможна установка своими руками обычных вертикальных окон вместо мансардных, которые значительно дороже.

  • Полувальмовая четырехскатная датская. Датская крыша состоит четырёх скатов в форме трапеций, отличающихся по размеру. Вальмы начинаются не от конька, а чуть ниже, оставляя место под треугольный фронтон. Фронтон используют для оборудования своими руками вертикального освещения или слухового окна.

  • Четырехскатная мансардная. Состоит из двух треугольных вальм и двух ломанных скатов и изменяющимся углом наклона. Такое сложное устройство необходимо для того, чтобы своими руками оборудовать жилое мансардное помещения с высоким потолком.

  • Шатровая четырехскатная. В отличии от вальмовой, шатровая крыша монтируется на постройки квадратной формы. Поэтому все четыре ската имеют одинаковую треугольную форму и размер. Устройство крыши шатрового типа своими руками не предусматривает наличие конька, так как скаты соединяются в одной точке, пике.

Проектирование

Четырехскатная крыша – сложная конструкция, требующая точных расчетов и составления проекта. Если раньше эти задачи были под силу разве что опытным мастерам и проектировщикам, то сейчас их решить может каждый с помощью компьютера и специального программного обеспечения. В ходе вычислений составляется схема и определяется:

  1. Угол наклона скатов четырехскатной крыши. На этот параметр оказывает влияние выбранный кровельный материал, значение ветровой и снеговой нагрузки. Если выполнять расчеты своими руками, можно использовать справочные таблицы с готовыми углами для различных климатических зон.

  2. Высоту конька четырехскатной крыши. Он зависит лишь от угла наклона скатов и желаемой высоты потолка мансардного помещения.

  3. Длину и сечение элементов стропильной системы. Их определяют после выяснения постоянных и временных нагрузок, которые им предстоит нести. Для этого вычисляют суммарный вес кровельного пирога, перекрытий и пола мансарды, опорных элементов. А также сверяются с данными о снеговой нагрузке.

  4. Число дополнительных элементов. Если длина стропил и других частей стропильной системы превышает 6 метров, то в конструкцию вводят дополнительные узлы, повышающие ее прочность и устойчивость.

Результатом процесса проектирования считается схема, отражающая реальные размеры и взаимное расположение частей четырехскатной крыши.

Стропильная система

Четырехскатная крыша опирается на каркас, называемый стропильной системой. Практически все ее элементы изготавливаются из древесины хвойных пород. Так как дерево — материал природного происхождения, влага и бактерии оказывают на него разрушительное действие. Чтобы его снизить проводят антисептическую обработку глубокого проникновения и антипиреном для защиты от огня. В стропильную систему четырехскатной крыши входит:

  • Мауэрлат. Опора, изготовленная из бруса, которая распределяет вес кровли по периметру несущих стен.
  • Стойки. Вертикальные поддерживающие элементы, которые устанавливают на лежень или балки перекрытия для предотвращения прогиба стропильных ног.
  • Стропильные ноги. Диагональные стропила формируют ребра вальмового ската крыши, их монтируют одной стороной к коньку, а другой к разным углам мауэрлата. Поверхность вальмы задают нарожники, закрепляемые к диагональным ногам. Рядовые стропила служат опорой для трапециевидных скатов.

  • Затяжка. Горизонтально расположенная балка, стягивающая ноги стропильной пары, для предотвращения распирания стен дома.
  • Подкос. Их устанавливают под углом к стропильным ногам для того, чтобы ликвидировать прогиб, а упирают подкосы в стойки или мауэрлат.
  • Коньковый прогон. Брус, соединяющий верхние части стоек, он служит опорой для стропильных пар.
  • Обрешетка. Основа для настила кровельного мастера. Для мягких, рулонных монтируют сплошную обрешетку, а для твердых решетчатую.

Монтаж своими рукаами крыши четырехскатного типа – прекрасный способ дополнить архитектурный замысел частного дома. Приложив усилия и построив ее самостоятельно или наняв профессиональных мастеров, домовладелец станет обладателем комфортного, красивого жилища!

Видео-инструкция

ее виды и особенности конструкции

При выборе крыши большое значение имеют ее функциональность и архитектурное оформление всего строения. Разновидностей крыш существует немало, и четырехскатные крыши среди них занимают совсем не последнее место. Они считаются самыми долговечными, и очень привлекательны.

Четырехскатная крыша имеет четыре поверхности, их называют скатами, которые наклонены по отношению к горизонту. Данный вид позволяет выполнить монтаж различных сложных форм.

Виды четырехскаток ↑

Четырехскатные крыши могут иметь различную конструкцию, и в зависимости от этого эти крыши разделяют на:

Вальмовые

Плоскости двух из четырех ее скатов выполнены в форме трапеции, а двух других –в виде треугольников. Именно последние и называют – «вальмы». Конструкция данного подвида не имеет фронтонов, мансардные или слуховые окна устраивают на скатах крыши.

Полувальмовые

В конструкции этих крыш плоскость вальм – ломаная и состоит из двух частей: нижняя – трапеция, верхняя – треугольник.

Шатровые

В данной конструкции плоскости четырех треугольных скатов стыкуются в верхней точке. В результате образуется четырехугольная пирамида, в ее основании лежит либо квадрат, либо прямоугольник – это зависит от формы дома. На таких крышах также нет фронтонов.

По мнению специалистов устройство четырехскатной крыши имеет довольно сложный этап – это устройство ее стропильной системы.Тем не менее, если изначально спроектировать ее на бумаге, выполнить подробные чертежи, тогда, имея определенные умения и знания, с этой задачей можно справиться самостоятельно.

Проект четырехскатной крыши ↑

Что необходимо учесть при проектировании четырехскатной крыши? В первую очередь – все возможные нагрузки на будущую стропильную систему. К ним относят:

  • массу кровельного материала;
  • массу всех слоев кровельного пирога: пароизоляцию, гидроизоляцию, утеплителя;
  • ветровую нагрузку, например, для средней полосы страны при угле наклона 60-70° – 35 кг/ м2, а при угле меньше 30° ее не учитывают;
  • интенсивность и количество летних осадков;
  • снеговую нагрузку, характерную для данного региона, например, для средней полосы страны (уклон меньше 60°) – 180кг/м2, хотя временами может достигать 400кг/м2, а при уклонах крыши 60-70° ее вообще не учитывают;
  • вес человека при обслуживании крыши;
  • дополнительное оборудование, которое предполагается установить на крыше, скажем, окна, аэраторы, лестницы и другое.

Исходя из полученных параметров и угла наклона скатов, производят расчет длины, сечения стропил, выбирают кровельный материал. К примеру,

  • плоские кровли (5-18°) – требуют рулонного покрытия;
  • более крутые (30-60°) – черепицу, профлист и т.д.

Проект должен включать:

  • чертежи самой стропильной системы и узлов, где стропила соединяются с мауэрлатом и коньком, расположения обрешетки;
  • описание технологии устройства кровельного пирога и прочих элементов крыши.

Взяв за основу детально выполненный проект можно с легкостью подсчитать необходимое количество всех материалов для стропил, кровельного пирога и другие.

Особенности конструкции стропильной системы ↑

Устройство четырехскатной крыши предполагает использование накосных стропил (их называют также диагональными), направляемых к углам строения. Учитывая, что по сравнению с обыкновенными, на диагональные приходится значительно большая нагрузка, их выполняют из двойного бруса. Накосные стропила нередко из-за большой длины делают из двух частей, соединяемых друг с другом.

Соединенные части под нагрузкой могут просесть, поэтому рекомендуется установить в области соединения прочную стойку-опору.

В конструкции стропил четырехскатной крыши используют нарожники (короткие стропила), которые верхним концом упираются в накосные, причем крепят их в разных точках, чтобы равномерно распределить нагрузку от нарожников.

Устройство стропильной системы

К монтажным работам приступают, закончив разработку проекта и комплектацию необходимыми материалами.

  • Вначале устанавливают мауэрлат и закрепляют его к стенам дома – его укладывают не ближе 5 см от кромки стены с наружной стороны. Мауэрлат необходимо крепить при помощи анкеров.
  • Далее выполняют разметку, монтируют стойки и устанавливают коньковый брус. В работе используют отвес. Стойки крепят при помощи специальных укосин.
  • Затем приступают к установке накосных стропильных ног, с учетом будущего свеса размером 50 – 100 см.
  • Далее необходимо установить нарожники и боковые стропилины, располагая их в одной плоскости. Таким образом формируют боковые скаты. При этом необходимо обеспечить параллельность стропилин, нарожников и боковых.

Закончив монтаж конструкции стропильной системы, приступают к укладке обрешетки (бруски со стороной сечения 40 или 50 мм), затем монтажу кровельного пирога и в заключении – кровельного материала.

© 2021 stylekrov.ru

Четырехскатная крыша: устройство стропильной системы

Конструкция четырехскатных крыш пришла в Россию из Европы. Там нет больших снеговых нагрузок, которые данный вид кровель плохо выдерживает. Зато эти конструкции прекрасно справляются с ветровыми нагрузками за счет отсутствия фронтонов.

Процесс глобализации, появление новых строительных материалов позволяет сегодня сооружать четырехскатные крыши и в России, где они стали неотъемлемой частью архитектуры загородных поселков.


depositphotos

Разновидности конструкций

К данному типу крыш относятся:

  • Шатровые – в их конструкции все стропила соединяются в одной точке, все скаты имеют треугольную форму.
  • Вальмовые – в их конструкции присутствует конек, на него упираются стропильные ноги трапециевидных скатов. Кстати, вальмами называются треугольные скаты.
  • Полувальмовые. Здесь применяется сложная форма вальм, где вверху используется треугольная форма ската, внизу трапециевидная.

Чаще всего в строительстве используют два первых вариант. Необходимо отметить, что шатровая или вальмовая крыши – конструкции сложные, требующие определенного опыта в их строительстве.

В конструкцию кровли входит большое количество стропил разного назначения:

  • Накосные (диагональные).
  • Рядовые (центральные).
  • Наружные (угловые).

У каждой стропильной ноги свое предназначение и свои размерные показатели. Здесь очень важно точно подогнать каждую ногу под необходимый размер конструкции.

Чаще всего стропильную систему изготавливают из пиломатериалов: доски и брусья, или используют готовые двутавровые деревянные балки. Ширина определяется расчетными нагрузками. Чем они больше, тем шире устанавливаемая доска. Нередко, не увеличивая ширины доски, мастера используют сдвоенные доски.

Для защиты от огня деревянные стойки желательно обработать антипиреном.


depositphotos

Сооружение вальмовой крыши

Перед тем как переходить к покупке материалов, необходимо создать проект и сделать расчеты кровли. При этом придется учитывать несколько важных показателей:

  • Снеговую и ветровую нагрузку в регионе.
  • Вес кровельного материала.
  • Будут ли устанавливаться на крыше дополнительные устройства: антенны, мансардные окна и так далее.
  • Вес человека, который будет обслуживать крышу.

Неспециалисту такой расчет сделать достаточно сложно. Поэтому совет – обратитесь к профессионалам.

Сборка стропильной системы

Рассмотрим процесс строительства на примере вальмовой кровли.

В первую очередь, необходимо установить мауэрлат. Его брусы должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Именно этот показатель гарантирует точность размеров всех остальных элементов.

Затем по мауэрлату укладываются поперечные балки перекрытия. В середине дома по балкам сооружается конструкция, на которой будет крепиться коньковый брус.

Обратите внимание, что высота монтажа конька определяет высоту всей крыши. Поэтому данный размер берется из проекта так же, как и длина конькового пролета. Если она достаточно большая, то под брус устанавливается несколько стоек через каждые 1,5-2.5 м.

Стойки упираются и крепятся к балкам перекрытия. Иногда под них во всю длину укладывается брус, который называется лежень. Именно к нему и крепятся стойки-опоры.

После установки и крепления конька можно переходить к монтажу накосных стропил. Они устанавливаются от угла здания к торцам конькового бруса. В таком положении собранная конструкция уже становится устойчивой.

Сами стропила – это длинные доски, которые под собственным весом могут прогибаться. Поэтому под них по углам здания устанавливают конструкцию, которая называется шпренгель. Это стяжка между двумя соседними брусами мауэрлата, на которую устанавливается наклонная стойка, поддерживающая накосную стропилу.

Следующим шагом устанавливаются рядовые стропильные ноги по трапециевидному скату, которые одной стороной упираются в конек, другой в мауэрлат.

Далее собираются вальмы. Для этого на накосные стропила в плоскости вальмовых скатов устанавливаются одна, две, три и так далее досок сечением 40х120 мм. Количество зависит от высоты кровли. Их устанавливают в качестве опор для вальмовых скатов. Крепятся доски к накосным ногам гвоздями или саморезами.

Итак, конструкция четырехскатной вальмовой крыши готова, можно начинать сборку обрешетки с установкой гидро, паро- и теплоизоляции. После чего устанавливается еще одна обрешетка, по которой будет монтироваться кровельный материал.

Если проектом предусмотрены мансардные окна, то их монтаж производят до того, как начнется установка первой обрешетки.

Стропильная система шатровой крыши: чертежи, расчет, монтаж

Кровельная система частного дома – это вопрос, волнующий довольно многих пользователей. Ведь необходимо не просто выбрать тип крыши, но и грамотно ее смонтировать, уделив особое внимание стропильной системе. Форма кровли может быть самой различной. Однако, при желании построить жилье с необычной кровельной конструкцией, можно выбрать шатровую крышу. Именно такие системы становятся все более популярными в современном мире. При этом, несмотря на сложность подобной постройки, возвести ее вполне можно и собственными силами. Конечно, без точных расчетов, схем и чертежей монтаж будет невозможен. Кроме того, желательно иметь определенные строительные и столярные навыки, а также знать о правилах техники безопасности. Разумеется, несмотря на некоторые особенности, в целом установка кровли шатровой формы ненамного отличается от любого другого типа крыши. Как выглядит стропильная система шатровой крыши и можно ли произвести все требуемые расчеты и монтаж самостоятельно? Разберем данные вопросы подробно. Начать стоит с отличительных характеристик шатровой кровли.

Особенности шатровой кровельной системы

Шатровая кровля, которая считается разновидностью четырехскатной крыши, имеет форму пирамиды или шатра, читайте также: стропильная система четырехскатной крыши. Эта фигура, грани которой, чаще всего, представляют собой равнобедренные треугольники, соединяющиеся вершинами в одной точке, а ее основание в виде многоугольника. Стоит отметить, что квадратное основание считается наиболее простым для самостоятельного возведения подобной конструкции. Однако, это далеко не единственный вариант кровли. Возможны и более сложные системы, то есть не редко можно видеть шатровые кровли следующих конфигураций:

  • с круглым основанием и купольными скатами;
  • с шести-, восьмиугольным и более многогранным основанием;
  • с ломанными скатами, то есть состоящими их двух частей – пологой и крутой;
  • кровля с эркером или иначе яндовая;
  • мансардная шатровая кровля;
  • с трапециевидными скатами и так далее.

Классическим же вариантом считается квадратное основание и именно такой формы рекомендуется придерживаться, выполняя расчеты стропильной системы шатровой крыши самостоятельно.

Достоинства и недостатки шатровой кровли

Несмотря на сложность произведения расчетов и непростой монтаж, шатровая кровля отличается множеством положительных моментов. В частности, к преимуществам крыши такой формы можно отнести следующее:

  • оригинальный и привлекательный внешний вид;
  • кровля отличается меньшим весом, благодаря своей конструкции, то есть оказываемая на элементы строения нагрузка будет минимальной, по сравнению с другими типами крыш;
  • отличная аэродинамика, то есть способность противостоять ветровым нагрузкам, в том числе ураганным или шквалистым порывам, находится на высоком уровне;
  • высокая прочность конструкции, за счет того, что ребра кровли дополнительно поддерживают каждый скат;
  • равномерное распределение любых нагрузок, включая такие внешние факторы, как снежные наносы или ледяные массы;
  • осадки не доставят проблем пользователям, так как при выборе правильного угла наклона и финишной отделки снежные и водные массы будут легко скатываться с кровли;
  • высокое энергосбережение, то есть при грамотном подходе к теплоизоляции именно крыша такой формы способствует наибольшему удержанию тепла в помещениях.

Достоинств у шатровой кровельной системы действительно много, но пользователи должны знать и об имеющихся недостатках. В целом к минусам можно отнести два основных момента.

  1. Сложность произведения расчетов и последующего монтажа, особенно если речь идет о многоугольном основании и скатах разного размера. Чаще всего, для составления чертежей и плана кровли рекомендуется приглашать специалистов.
  2. Ограничение объема чердачного помещения в связи с одинаковой формой каждого ската. Конечно, организовать мансардный этаж вполне можно и под шатровой кровлей, однако, при этом придется значительно увеличить угол наклона кровли. Это, в свою очередь, приведет к тому, что самостоятельный монтаж будет практически не возможен, то есть придется прибегнуть к помощи профессионалов.

В остальном же шатровая крыша – это отличный вариант, который поможет сделать любое строение роскошным и эстетически привлекательным. Конечно, возможно это лишь в том случае, если стропильная система шатровой крыши будет правильно рассчитана и установлена, рекомендуем почитать: стропильная система вальмовой крыши.

Основные элементы шатровой кровли

Особенность кровли шатрового типа в том, что все ее скаты симметричны. Кроме того, здесь нет фронтонов и как такого конькового бруса. Конечно, отсутствие данных частей, не делают стропильную систему более легкой, а скорее наоборот. Итак, схема стропильной системы шатровой крыши включает следующие компоненты:

  • мауэрлат – это основание практически любой стропильной конструкции, именно этот опорный брус необходим для равномерного распределения нагрузки от кровли на стены строения;
  • лежень – этот брус необходим для поддержания подкосов и стоек, укладывается он в основании стропильной системы и опирается концами на параллельно расположенные несущие стены или специальные опоры;
  • диагональные стропила – ребра для скатов, такие стропила также называют накосными, они сходятся вершинами в единой центральной точке, а основанием устанавливаются в углах здания, от прочности элемента зависит надежность всей кровли, поэтому желательно использовать двойной брус;
  • шпренгельная ферма – опора для диагональных стропил, состоящая из шпренгеля и подкоса, важно прочно закрепить данный элемент, чтобы придать максимальную устойчивость всей конструкции;
  • вертикальные стойки – также относятся к опорным элементам, выполняющим функцию поддержки стропил;
  • нарожники – это особые элементы, которые бывают только в кровельных четырехскатных системах, представляют собой укороченные стропила, которые опираются на накосные стропила верхним краем, а нижним на опорные балки. Выделяют промежуточные и центральные нарожники. При этом центральные фиксируются к мауэрлату под прямым углом и по высоте равны скату, промежуточные же монтируются параллельно центральному.

Несмотря на то что, шатровая стропильная система не отличается большим разнообразием элементов, монтировать и производить ее расчеты намного сложнее, чем другие виды кровель. Именно поэтому к процедуре планирования, расчета и установки стоит подойти максимально ответственно. Ведь от этого будет зависеть не только внешний вид крыши, но и ее долговечность, прочность и безопасность.

Расчет шатровой стропильной системы

Произвести расчет кровельной конструкции можно собственными силами. Для этого стоит знать следующие замеры:

  • длина и ширина основания;
  • форма основания;
  • параметры скатов, то есть высота, угол наклона и так далее;
  • размер карнизного свеса.

Может показаться, что сделать чертеж шатровой крыши довольно легко. Ведь достаточно сделать все требуемые замеры и подставить их в соответствующие формулы. Однако, на практике все не так легко и зачастую оптимальным вариантом будет обращение за помощью к специалистам. Если все же есть желание сделать все самостоятельно, то в помощники можно взять онлайн-калькуляторы расчета кровель, которые в широком многообразии представлены в интернете. Особенно хорошо такие программы помогут рассчитать требуемое количество кровельного покрытия.

Начинать проектирование следует с вычерчивания контура строения. Стоит отметить, что высота крыши не зависит от параметров стен, а, значит, может быть самой различной. Однако, важно учитывать снеговые, ветровые и дождевые нагрузки в конкретном регионе. Так как, чем меньше угол наклона, тем дольше осадки будут задерживаться на поверхности крыши. Рекомендуемый вариант – это скаты с наклоном 25-60 градусов. Более острый угол будет сложно выполнить, в связи с тем, что потребуется скаты дополнительно укреплять, а это также приведет к повышению бюджета строительства. Следующий важный момент – это расчет всех элементов стропильной системы. Произвести подсчеты площади кровли можно при помощи теоремы Пифагора. Если в основании крыши квадрат, то скаты будут иметь форму равнобедренного треугольника, а также одинаковый угол наклона и размеры. Достаточно рассчитать один фрагмент, а затем перенести его на 3 оставшихся.

Монтаж шатровой кровли

Прежде чем переходить к непосредственному монтажу, стоит запастись всем необходимым строительным материалом и обработать его соответствующим образом. Наиболее распространенным вариантом стропильной системы шатровой крыши считается деревянная конструкция. Значит все балки, рейки и доски должны обрабатываться гидрофобизаторами, антипиренами и антигрибковыми препаратами. Возможно использовать универсальное средство комплексной защиты от воды, огня, насекомых и плесени. В том случае, когда стены строения деревянные, то возможно стропильную систему крепить непосредственно к верхней обвязки. Если же это каменное или кирпичное здание, то устройство мауэрлата из прочного бруса обязательно. Балки должны надежно фиксироваться металлическими крепежами, так как именно данный элемент будет воспринимать на себя нагрузку, передаваемую крышей. Лежни закрепляются к опорам при помощи уголков из металла и саморезов. После того, как основание подготовлено, можно монтировать диагональные стропила. Крепление стропил шатровой крыши производится четко параллельно между собой. Верхний край закрепляется в коньковом узле, а основание фиксируется на мауэрлате.

Следует иметь в виду, что стропильная система в шатровых крышах бывает висячей или наслонной. Конкретный вариант будет зависеть от размера строения, на широких пролетах, более 5-6 м оптимально использовать висячие стропила. Чтобы правильно установить стропильные ноги, следует монтировать их попарно из противоположных углов. Верхний край каждой ноги спиливается под углом, так чтобы в собранном виде балки плотно прилегали друг к другу. Нижняя часть стропил выступает за стены на величину, равную ширине свеса. Чаще всего, данный параметр не превышает 50 см. Чтобы стропила были максимально надежно зафиксированы их укрепляют нарожниками и подкосами, а также притягивают проволокой к закрепленным на стенах штырям. После того, как стропила установлены и укреплены, можно переходить к настилу обрешетки и дальнейшей подготовки кровельного пирога под финишное покрытие.

Рекомендуем изучить:

Шатровая форма считается одной из наиболее оригинальных конструкций для крыши. Однако, стропила шатровой крыши отличаются сложными расчетами. Именно поэтому браться за возведение подобной системы стоит лишь в том случае, если у пользователя имеются определенные навыки инженерного и столярного дела. В целом же можно отметить, что именно данный тип кровли поможет выгодно подчеркнуть индивидуальность любого строения и изысканный вкус владельцев дома.

Видео по теме:

Посмотрите еще статьи:

Конструкция вальмовой кровли. Некоторые особенности вальмовой крыши

Конструкция вальмовой кровли. 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.

Устройство четырехскатной крыши. Этапы постройки четырехскатной крыши своими руками

Для устройства четырехскатной крыши используется древесина хвойных пород без дефектов с влажностью 18-22%. В первую очередь устраивается основание, равномерно распределяющее нагрузку на несущие конструкции.

По периметру здания укладывается слой гидроизоляции и монтируется мауэрлат – цельный брус 10х15 см или 15х15 см.

Соединения делаются в накладку, для связки углов используются металлические скобки, пластины и уголки.

Следующий шаг строительства четырехскатной крыши – установка лежней. Это брус, который служит опорой для стоек и располагается на основании. Далее на лежни монтируются стойки (брус 10х10 или 10х15 см) с шагом стропил (не более 2-х метров), устанавливается коньковая балка (10х20 см), временно опирающаяся на специальные стойки.

Важно! Необходимо с повышенным вниманием отнестись к углу монтажа стоек.

При устройстве четырехскатной крыши необходимо учесть, что она состоит их 4-х плоскостей. Для скатов в виде трапеций требуются боковые стропила , для треугольных — диагональные (накосные). Это цельный брус 10х15 см или 10х20 см, который монтируется с шагом 50-150 см. При необходимости стыковки монтируются накладки, закрепляются в нескольких местах.

В точках, где стропила опираются на основание, нужно сделать врубки и закрепить конструкцию элементами из металла. Сверху стропила упираются в брус конька, соединенный со стойками при помощи пазов. Для усиления конструкции рекомендуется использовать диагональные опоры, подкосы, стальные соединительные элементы.

Проектирование вальмовой крыши. Выбор системы и подготовка к работе

Визуально, вальмовая крыша кажется меньше двускатной, но расход кровельного материала, за счет дополнительных вальмовых скатов, значительно увеличивается. Для того чтобы выполнить работы по монтажу вальмовой крыши необходимо снять необходимые размеры, рассчитать расход кровельного материала, деревянных опор, досок и брусьев на изготовление стропильной системы и выполнить небольшой предварительный проект. Это позволит избежать проблем при покупке необходимого оборудования, предупредить неправильную сборку конструкции.

Как и все остальные объекты строительства, конфигурацию вальмовой крыши изначально необходимо поделить на несколько геометрических фигур. В данном случае – это две одинаковых трапеции и два равнобедренных треугольника, симметричных друг другу.

Элементарным решением вопроса об устройстве вальмовой крыши является покупка готовых стропил по заданным размерам. Такие конструкции называются стропильные фермы, и предлагаются на рынке строительных материалов в большом количестве. Но более качественный и надежный способ перекрыть кровлю – выполнить монтаж крыши самостоятельно, с учетом уже существующего перекрытия.

Для проведения работ потребуется доска, размерами 5х15см или деревянный брус 15х15см для изготовления и возведения стропил и коньковой опоры. Сделать каркас крыши можно также с использованием металлического профиля, однако, такие работы без помощи профессионалов и специального оборудования вам провести не удастся.

Вальмовая крыша пошаговая инструкция. Вальмовые крыши: устройство стропильной системы

Сложно назвать более важную часть здания, чем крыша. Её выбирают с учетом погодных условий и материалов, которые должны обеспечить ей долговечность и надежность. Само собой разумеется, что привлекательность внешнего вида кровли тоже играет не последнюю роль. При всем разнообразии сегодняшнего выбора необычность крыш вальмового типа заслуженно ставит их на одно из первых мест по приданию привлекательности любому из частных домов.

Что это такое?

Вальмовая крыша состоит из двух наклонных поверхностей, которые имеют формы трапеций, плюс пару скатов меньшей длины, которые выполнены в форме наклонного треугольника.

Основные сложности при обустройстве традиционных вальмовых крыш приходятся на стадию возведений стропильных конструкций, которые состоят из накосного, рядового и наружного стропил.

Вальмовые кровли прекрасно сопротивляются ветровой нагрузке и в общем обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

На стадии проектировки нужно соответствие:

  • выбора оптимального материала для обустройства кровельной конструкции;
  • определения интенсивности осадков, характерных для места постройки;
  • установки средних и максимальных показателей сопротивления ветрам.

Учитывая приведенные выше показатели, можно рассчитывать оптимальное значение угла наклона скатов и высот кровельной конструкции.

Чтобы выполнить расчеты и составить проект, можно воспользоваться услугами специалиста или подобрать проекты в открытом источнике. Имея должные навыки, упомянутые мероприятия проводятся самостоятельно.

Особенности

Крыша, про которую идет речь, сконструирована своеобразно. Больший скат используется на любой крыше, но короткий делает такую конструкцию достойной внимания.

Конструкция кровельной системы такова, что скаты не компенсируют вертикальную проекцию здания в длину, а остающаяся свободная площадь заполнена при помощи двух коротких вальм.

Если пробовать составить схему вальмовой кровельной конструкции самостоятельно, нужно пользоваться разметочной рейкой и таблицами Пифагора.

Опорой для стропил крыши вальмового типа служит так называемый «мауэрлат» и коньковые балки.

Состав кровельного «скелета» следующий:

  • Опорное основание (мауэрлат). Изготавливается из бруса 100х150 мм либо 150х150 мм. Это зависит от конструкционных особенностей дома. Крепеж мауэрлата в горизонтали обеспечивается четырьмя укосинами, которые придают всей структуре жёсткость. Мауэрлат изготавливают из толстого бруса и крепят к верхнему торцу стены с помощью шпильки либо нагеля.
  • Стойки устанавливают вдоль центральной оси перекрытий по их длинным сторонам и укрепляют с помощью временных подпорок. Впоследствии к ним крепят коньковые брусы. Высоту их выбирают в зависимости от углов наклона ската. Соответственно, стойки тем выше, чем меньше углы между стропильными ногами.
  • Коньковый брус – это верхние горизонтальные перекладины, которые лежат на стойке и служат в качестве опор стропил. Коньковые брусы крепят к стойке, они служат опорами основного стропила.
  • Основное стропило имеет опору на мауэрлате и коньковом брусе и закреплено на них специальными стальными оцинкованными пластинами.
  • Диагональное , или накосное стропило идет от конца коньковых брусов к углу зданий. Временное крепление стойки убирают, когда все диагональные стропила установлены.
  • Нарожник крепится снизу к мауэрлату, а сверху – к накосным стропилам. Используются как продолжение плоскости основного ската. Имеют промежуточные расстояния, как и между стропилом.

Источник: https://doma-otido.ru/novosti/ustroystvo-valmovoy-kryshi-chastnogo-doma-shema-valmovye-kryshi-ustroystvo-stropilnoy

Расчет вальмовой крыши с чертежом. Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!

Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.

На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши  – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса. Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины.

Источник: https://otoplen-dom.ru/stati/kontrobreshetka-valmovoy-kryshi-ugol-naklona-kryshi-ploshchad-valmovoy-krovli

Видео стропильная система вальмовой крыши, обеспечение жесткости конструкции с большой длиной балок

Стропильная система четырехскатной крыши: устройство и монтаж

За историю человечества придумано множество кровельных конструкций. Одни модели подходят для зданий промышленного назначения, другие – для отличающихся особым изяществом произведений архитектурного искусства. При строительстве частных домов учитываются такие качества крыш, как простота, практичность, сравнительно небольшие затраты, внешний вид и соответствие специфике климатической зоны.

Краткий обзор стропильных систем и их особенностей

Наиболее популярны следующие виды конструкций:

Их стропила выглядят как опирающиеся на стены дома балки. При разной высоте стен получается скат с некоторым уклоном. Если высота одинаковая, то можно получить плоскую крышу, которая может быть использована в качестве террасы.

Для жилых домов односкатные кровли не очень подходят: они удобны для гаражей, бань.

Наиболее просты в изготовлении. Стропила соединены под конкретным углом и образуют 2 ската. Внешне выглядят как треугольные фермы.

Являются разновидностью двускатных крыш. Отличие состоит в наличии излома для обеспечения большего пространства для мансарды.

  • Трехскатные (полувальмовые)

Такие кровли состоят из 2 трапециевидных и одного треугольного (в торце дома) скатов. Имеют наиболее презентабельный вид, но достаточно сложны в изготовлении.

  • Четырехскатные (вальмовые)

В классическом варианте состоят из 2 вальм в торцах дома и 2 боковых трапециевидных скатов. Данная конструкция оптимально сохраняет тепло и обладает достаточной ветроустойчивостью.

К четырехскатным относятся и шатровые крыши, состоящие из сходящихся к центру четырех вальм треугольной формы. Их использование возможно лишь для зданий квадратной формы. Подходят они и для беседок.

  • Крыша Судейкина

Напоминает сверху шатровую пологую крышу с подсоединенными четырьмя треугольными скатами. Преимуществами данной конструкции является то, что на ней не задерживаются влага или снег.

Также есть мансардные, чердачные, бесчердачные крыши.

Обзор стропильной системы четырехскатной крыши, конструкция

Конструкция четырехскатной крыши: 1 – конек; 2 – сдвоенная обвязка; 3 – клиновой пропил; 4 – обычные стропила; 5 – стропила крыши, пристыкованные к вальмовому стропилу; 6 – стык вальмового стропила со стропилами скатов крыши; 7 – клиновой запил в вальмовом стропиле; 8 – вальмовые стропила.

Скатные крыши прекрасно подходят для строительства загородных домов. В настоящее время их используют как для маленького домика, так и для коттеджа в несколько этажей.

Для подобного жилья создают стропильную систему четырехскатной крыши, придающую зданию эстетически привлекательный вид и позволяющую получить довольно большое помещение для мансарды.

При разработке конструкции стропил учитывают специфику кровли. При большом весе материала для кровли возрастает нагрузка на несущие элементы: их необходимо делать более прочными. Разрабатывая «скелет» крыши, необходимо учитывать снеговую и ветровую нагрузку.

Вид конструкции находится в зависимости от особенностей кровли. Говоря о четырехскатных крышах, как правило, имеют в виду вальмовые, которые состоят из 2 треугольников и 2 трапециевидных скатов.

Данный вид кровли не имеет фронтонов, но достаточно сложен в выполнении. Стропильные конструкции бывают в том числе шатрового типа. В данном варианте все скаты треугольной формы и равны по площади.

У многоскатной кровли стропильная система более усложненная, но при монтаже используется та же технология. Стропила при этом бывают висячими и наклонными. Наклонные целесообразно использовать при отсутствии промежуточных опор, роль которых выполняют стены постройки, а висячие подходят при наличии опор.

При ломаной крыше стропильная система представляет собой достаточно сложную конструкцию, зависящую от угла наклона и количества скатов. Протяженность стропил можно увеличить посредством использования подпорок.

При этом длина пролета становится значительно больше, чем при отсутствии дополнительной опоры.

Устройство, составляющие стропильной конструкции

После обустройства стропильной системы необходимо покрыть ее кровельным материалом. Статья – кровля крыши профнастилом поможет вам в этом.

А когда крыша будет готова, позаботьтесь о водостоках. Это очень важная деталь кровли. Как их правильно установить описано тут.

Целостная система стропильной конструкции состоит из многих элементов, основными из которых являются следующие.

Является основанием кровли и выполняет функции фундамента. Это бревно или брус, целью применения которого является равномерное распределение нагрузки от крыши по периметру стен и профилактика опрокидывания.

  • Стропильные ноги

Изготавливают из брусьев или бревен. Они предназначены для удерживания веса кровельного пирога. Утеплитель располагается между ними, а обрешетка и контробрешетка монтируются на сами стропильные ноги.

Представляют собой длинный брус вдоль кровли. Он служит опорой для стропильных ног. Может быть использован один прогон или несколько.

Предназначены для переноса веса. Могут быть маленькими или большими. Располагающийся под коньком брусок из дерева помогает удерживать брус и некоторую часть веса переносит на затяжки.

Необходимы для надежности стропильной системы. Это подпирающие стропильные ноги наклонные бруски.

Предназначена для вентиляции пространства под кровлей. Данный элемент не входит в стропильную систему.

Монтаж и расчет стропильной системы

Стропила бывают диагональные и накосные.

Диагональные отличаются большей длиной. Поэтому иногда бывает необходимо спаривать доски для получения нужной длины.

При строительстве крыши нужно делать расчет как вальмовых стропил, так и остальных элементов крыши.

Помощницей станет известная любому школьнику теорема Пифагора.

Нужно подготовить заранее и разметочную рейку с нанесенными на нее отметками всех необходимых расстояний, что позволит избежать дополнительных замеров. Для стропильной системы понадобятся доски размером 150х50 мм. Из них же можно нарезать необходимые для обрешетки рейки.

Начинают монтаж с установки несущих балок 2 типов: мауэрлата, устанавливаемого вдоль периметра, и балок, которые размещаются поперек постройки для установления стоек.

Пользуясь отвесом и рейкой, нужно отметить локализацию и вертикальность конька, для закрепления которого применяют укосины.

Следующий шаг – установка диагональных стропил, для осуществления которого требуется четкий замер их длины. Расчет производится таким образом, чтобы низ стропила, немного выступая за край стены, служил чем-то вроде карниза для защиты стен от осадков.

Схема стропильной системы четырехскатной крыши: 1 – сдвоенная пара стропильных ног; 2 – обрешетка; 3 – подкос; 4 – мауэрлат; 5 – стойки; 6 – коротыш; 7 – опорная доска; 8 – прогон; 9 – стропила.

Затем необходимо установить промежуточный тип стропил, которые бывают центральными и угловыми. Первые должны быть длиннее конькового бруса, на который они устанавливаются. Их количество зависит от длины дома.

Верхняя часть угловых опирается на диагональные стропила. Чем ближе к углу постройки, тем их размер становится меньше. Минимальное количество центральных стропил должно быть как минимум 3 с каждой стороны конькового пролета.

Корректная укладка стропил требует точной разметки с обозначением мест крепления. Для этого следует определить 2 точки: одна находится на мауэрлате в самой середине по длине стены, вторая – в центре конькового бруса.

Центральное промежуточное стропило должно располагаться между ними. При необходимости использования лишь 3 стропил местоположение двух следует рассчитывать по простой схеме: по сторонам центрального стропила нужно измерить половину расстояния до бруса конька и в этих точках установить стропила.

Правильно сделанную стропильную систему очень легко подшивать софитом для кровли.

Технические характеристики поликарбоната можно узнать здесь.

А как обустроить мягкую кровлю своими руками узнаете по этой ссылке https://rooffs.ru/myagkaya/info/krovlya-svoimi-rukami.html

При большем количестве стропил они распределяются равномерно. Для расчета нужно длину бруса разделить на показатель, превышающий количество стропил на единицу. Полученное число – необходимое расстояние.

Длина центральных стропил измеряется несколькими способами.

Наиболее простым является использование специального справочника для строителей, в котором даны коэффициенты длины стропил в зависимости от размеров дома и высоты пролета конька.

Можно также уложить стропила на место крепления, очертить необходимые контуры спилов, не забывая о запасе под карнизы, и отпилить лишнее.

Другой способ: отмерить высоту конькового пролета, проекцию стропил на основание кровли и, применив теорему Пифагора, рассчитать длину стропила и прибавить к ней длину карниза.

Диагональные стропила измеряют аналогичными способами, соблюдая корректность измерения длин.

Соединение элементов стропил – один из наиболее важных моментов установки системы. Оно производится в точке пересечения двух диагональных, центральных и одного вальмового (центрального) стропила на коньковом брусе. На нем следует сделать надрез. Двойной скос нужно пропилить также на диагональных стропилах.

Угловые отмеряются на глаз. Материал для них (доски) укладывается на место крепления и подгоняется под необходимую длину. После разметки спилов производят отпиливание и крепление.

Во избежание лишней траты времени и появления отходов рекомендуется использовать шаблон в форме прямоугольного треугольника, который можно изготовить из обычной фанеры. При составлении любого проекта нужно учитывать угол наклона крыши, который непременно должен быть тождественным сделанному на шаблоне уклону.

К примеру, уклон крыши должен быть 5:10, а длины катетов шаблона при этом будут 40 и 80 см.

Чтобы определить расстояние для монтажа промежуточных угловых стропил, следует выбрать стропило, являющееся точкой отсчета. Как правило, она находится на мауэрлате. Отрезок до угла дома должен быть равен длине стропила (без карниза). Расстояние до места закрепления стропила и его проекция образуют квадрат.

Оставшиеся стропила (промежуточные) устанавливаются равномерно, при этом верхние крепятся на диагональном стропиле, а нижние — на мауэрлате.

При монтаже системы стропил следует помнить о влиянии параметров самого здания и материала для кровли на размер крыши. Учитывая довольно внушительные габариты загородных домов, при расчетах необходимо учесть также показатель провисания, влияющий главным образом на центральные диагональные и промежуточные стропила.

Выводы

  • При всем разнообразии кровель четырехскатные являются оптимальным выбором для загородных домов.
  • Четырехскатные кровли бывают нескольких типов.
  • Стропильная конструкция состоит из многих элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию.
  • Монтаж стропильной системы четырехскатной крыши требует тщательных предварительных расчетов.

Подробное видео об устройстве стропильной системы вальмовой крыши:

Что такое стропильная система четырехскатной крыши

Ранее четырехскатные крыши были не столь широко распространены в России, однако в настоящий момент они набирают все большую популярность. Причины этого явления объясняются тем, что такие кровли обладают дополнительными преимуществами по сравнению с крышами-двускатками: они отличаются привлекательным и аккуратным внешним видом и могут быть облагорожены различными декоративными элементами.

Преимущества

Вальмовые крыши, основу которых составляют четыре плоскости, обладают такими достоинствами, как:

1. стойкость к механическому воздействию;

2. стойкость к воздействию ветра и осадков;

3. устойчивость к повреждениям в области карнизных свесов;

4. оригинальные внешние характеристики.

 

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, у таких кровель, если сравнивать их с двухскатными крышами, имеются определенные слабые места:

1. усложненная конструкция, напрямую влияющая на увеличение расходов при возведении крыши;

2. четыре плоскости сужают пространство чердака, что является существенным минусом при использовании мансарды;

3. если в мансардном помещении есть окна, их нужно плотно закрывать перед тем, как выпадут обильные осадки – в противном случае в помещении появятся лужи.

 

Разновидности крыш на основе четырех скатов

К четырехскатным относятся такие типы кровель, как классическая четырехскатная, датская вальмовая, голландская, шатровая, ломаная четырехскатная, многоскатная вальмовая, полувальмовая (хотя этот тип кровли объективно принадлежит к двухскатным).

Классическая четырехскатная крыша представляет собой конструкцию из:

1. прямых стропил;

2. расположенных на одинаковой высоте свесов;

3. берущих свое начало от конька угловых ребер.

 

Датская вальмовая крыша оснащена:

1. фронтонами;

2. укороченными скатами, располагающимися сверху;

3. небольшим шипцом, находящимся в верхней зоне и предназначенным для вентиляции и освещения.

 Голландская крыша является одним из видов датских вальмовых. Ее отличительная особенность: две плоскости в коротком торце.

 Шатровая крыша предполагает соприкосновение всех плоскостей в одной точке.

Ломаная четырехскатная крыша, называемая также мансардной вальмовой, относится к кровлям сложной конструкции, что, соответственно, делает ее достаточно дорогостоящей.

Поскольку вальмовые крыши характеризуются различными типами конфигурации, они могут состоять не из четырех, а из большего количества плоскостей. В этом случае такая кровля, устраиваемая по аналогу четырехскатной, является многоскатной вальмовой.

Полувальмовая крыша – это конструкция из двух скатов. Стропильные ноги крепятся на более длинной поверхности параллельно друг к другу и устанавливаются на мауэрлате. Тем не менее данный тип кровель обычно относится к четырехскатным.

 

Стропильная система четырехскатной крыши

Если говорить о стропильной системе таких кровель, как четырехскатные, то первое, о чем нужно упомянуть, это о ее сходстве с системой крыш-двускаток. Но поскольку устройство кровель из четырех плоскостей объективно сложнее, оно требует применения дополнительных элементов. Итак, подобная стропильная система включает в себя:

мауэрлат – базовый кровельный элемент, находящийся в верхней зоне внешних стен;

лежень – опорный брус, установленный на опорных стенах или колоннах;

нарожники – элементы, создающие каркас ската и располагающиеся на накосных стропилах;

кобылки призваны сформировать определенный свес кровли, закрепляются в нижней области стропил;

боковые стропила необходимы для устройства трапециевидного ската;

накосные стропила необходимы для устройства вальмового ската;

подкосы и ветровые балки используются в качестве распорок для усиления сопротивляемости крыши нагрузкам;

коньковый брус или горизонтальный прогон – базовый элемент, располагающийся на верхней части кровельной конструкции;

стойки и вертикальные шпренгели – базовые опорные элементы;

затяжки и горизонтальные ригели – элементы соединения боковых стропил.

23 Сравнение стилей, типов и конструкций крыш [Руководство с изображениями]

Мы бесконечно говорим о кровельных материалах, цветах, тенденциях и стоимости, но стиль крыши — это то, что на самом деле связывает все части вместе и составляет крышу. Стиль крыши сочетает в себе визуальные и структурные элементы, чтобы создать окончательный дизайн крыши, который подчеркнет привлекательность вашего бордюра и достигнет желаемой эстетики. Выбранный вами стиль крыши может полностью преобразить внешний вид вашего дома. Мы рассмотрим десятки стилей крыш, любимых архитекторами и строителями.

Открытый фронтон

Когда кто-то рисует основную структуру дома, он, вероятно, думает об открытой двускатной крыше. На самом деле существует много разных стилей двускатных крыш, но открытая двускатная крыша, несомненно, самая узнаваемая. Открытая двускатная крыша, также называемая пирамидальной крышей, состоит из двух наклонных сторон, ведущих к точке на вершине ската, с открытыми треугольными сторонами и по крайней мере одного фронтона. Фронтон — это треугольное соединение стены, соединяющее два ската.Смотрите фото для справки.

Плюсы открытых двускатных крыш
  • Они просты в проектировании и подходят для большинства домов нового строительства.
  • Они очень доступны по цене благодаря простой установке и минимальному количеству материалов.
  • Высокий уклон позволяет легко стекать воду и снег.

Минусы открытых двускатных крыш
  • В суровую погоду с сильным ветром они могут быть подняты или полностью снесены.
  • Они довольно распространены и не подойдут, если вы ищете уникальный дизайн.

Фронтальный бокс

Очень похожа на базовую двускатную крышу с треугольными надставками на каждом конце двускатной конструкции, но с большим акцентом на треугольник. Каждая оконечная коробка будет остроконечной (закрытой). Некоторые конструкции коробчатой ​​двускатной крыши могут даже выглядеть как вторая секция дома поверх основной конструкции. Вы можете найти его в доме в стиле Кейп-Код или в любом другом доме с двускатной крышей.

Плюсы двускатных крыш
  • Более уникальный дизайн и конструкция, чем у двускатных крыш.
  • Легко установить окно на любом конце здания в треугольном конце.
  • Позвольте установить дополнительную изоляцию.

Минусы коробчатых двускатных крыш
  • Чувствительны к повреждениям от сильного ветра, например, двускатные крыши.
  • Может выглядеть громоздко в зависимости от стиля вашего дома.

бедра

Вальмовая крыша — это такая крыша, у которой все скаты крыши наклонены вниз.Они похожи на вашу базовую двускатную скатную крышу, но спереди и сзади или по бокам также есть наклон. Чтобы представить себе это, дом квадратной или прямоугольной формы будет иметь шатровую крышу, напоминающую пирамиду с двумя сторонами, передней и задней частью, наклоненными вниз. Вы часто встретите шатровые крыши, установленные на домах во французском колониальном стиле или одноэтажных домах для прогулок. Но они будут работать с любым количеством типов домов.

Плюсы вальмовой крыши
  • По сравнению с двухскатными двускатными крышами четырехсторонние вальмовые крыши намного прочнее.
  • Они очень устойчивы к сильным ветрам.
  • Отлично подходит для участков с сильным снегопадом. Множественные наклоны позволяют легко стекать талому снегу и предотвращают застаивание воды на крыше.

Минусы шатровых крыш
  • Дороже обычных двускатных крыш.
  • Может быть более сложным процессом установки, требующим более сложных подрядных работ и большего количества материалов.

Гамбрель

Крыша с двускатной крышей — это крыша красного сарая.Он имеет небольшой наклонный угол наверху, который спускается к двум панелям, которые спускаются вниз по стене дома, создавая своего рода четырехстороннюю конструкцию. Подобно мансарде, гамбрели используют широкий низкий наклон, чтобы освободить больше места для головы в конструкции. Вот почему их часто используют в сараях, чтобы на сеновале можно было использовать место для хранения поручней и другого сельскохозяйственного оборудования.

Плюсы Gambrel Roofs
  • Они имеют классический традиционный вид.
  • Проста в установке и очень экономична.
  • Увеличьте пространство на верхнем этаже, на чердаке или на чердаке в амбаре.
  • В дизайн можно добавлять окна.
  • Может работать с разными кровельными материалами.

Минусы Gambrel Roofs
  • Плохая устойчивость к снегу и скоплению воды на невысоком или ровном склоне.
  • Может быть восприимчив к ветру.
  • Могут возникнуть проблемы с вентиляцией.
  • Нестандартная посадка может быть сложной для установки на любую конструкцию — она ​​идеальна для установки во время нового строительства.

Мансарда

Мансарда на самом деле разновидность двускатной крыши. Мансардная крыша, также называемая французской крышей, представляет собой крышу в четырехугольном стиле. Нередко в мансардную крышу уложен целый этаж с мансардными окнами по бокам. Мансардные крыши были наиболее популярны в больших домах, зданиях или особняках, построенных после 1850 года. Чаще всего в зданиях в стиле второй ампир мансардные крыши были способом добавить еще одно жилое помещение, не добавляя еще одну реальную историю к структуре дома.

Плюсы мансардных крыш
  • Они полностью увеличивают пространство на чердаках и верхних этажах.
  • С легкостью добавляйте дополнительные этажи, балконы или другие пристройки.
  • Красивая эстетика.
  • С легкостью добавьте окна большего размера на верхний этаж или чердак.

Минусы мансардных крыш
  • Дорогой и сложный монтаж.
  • Из-за редкости мансардных крыш бывает трудно найти опытных подрядчиков, которые могут увеличить расходы на ремонт.
  • Они могут быть довольно высокими в обслуживании.
  • Плоский уклон наверху может привести к накоплению снега и стоячей воде, что приведет к утечкам или обрушению.
  • Окна, установленные в боковых откосах, могут протекать, если они не герметизированы должным образом.

Сарай

Односкатная крыша, в отличие от остальных, которые мы описали, имеет только один скат. Вы часто увидите их в сараях, сараях, навесах, каютах или даже в некоторых домах современного дизайна середины века.Это простой дизайн, но эффективный для воды и снега, отсюда и название. Форма крыши помогает защитить конструкции от стоячей воды без необходимости использования полностью скатной крыши.

Плюсы односкатной кровли
  • Кровельщики могут завершить установку односкатной крыши с меньшим количеством материалов и за меньшее время, что делает его невероятно рентабельным.
  • Работает со многими материалами, такими как кедровая черепица, металлическая черепица или панели, битумная черепица, рулонная кровля или даже глиняная черепица.
  • Сильно предотвращает образование стоячей воды.
  • Удачный дизайн для установки мансардных окон.

Минусы односкатной крыши
  • Подходит только для небольших строений или простых домов — не идеально для больших зданий
  • Требуется хорошая водосточная система, потому что она будет пропускать больше воды во время ливня, чем двухскатная крыша.

Т-образная рама

Ваша классическая крыша с А-образной рамой — это крутоскатная крыша в форме буквы «А».Они часто проходят весь путь от земли / фундамента до самой точки, создавая супер-уникальный дизайн. Каюты — одна из самых распространенных конструкций, которые будут построены с крышей с А-образной рамой.

Плюсы А-образных крыш
  • Идеально подходит для районов с очень сильным снегопадом — вы часто увидите зимние домики в таком стиле.
  • Высокая эффективность с системами охлаждения в жарком климате, поскольку весь дом — это, по сути, нижний, более прохладный уровень.
  • Хорошо подходит для крошечных домов, которые продолжают расти.

Минусы крыш с А-образной рамой
  • При плохой изоляции энергоэффективность может быть противоположной, особенно в более холодном климате.
  • Наклонный интерьер вашего дома может затруднить развешивание или декорирование вещей, требуя уникальных стеллажей и расстановки мебели.

Капот

Крыша капота очень похожа на шатровую крышу, но ее концы выступают намного дальше от стен дома.Это позволяет создать веранду или крытый дворик.

Плюсы капота крыши
  • Хорошо защищает от сильного ветра.
  • Сохраняет ваш дом и веранды в прохладе от солнечных лучей.
  • Создает больше жилого пространства внутри / снаружи.
  • Облегчает установку и обслуживание водосточного желоба.

Минусы капота крыши
  • Может быть дороже, чем крыши других основных типов.
  • Некоторые строители и домовладельцы считают сильно устаревшим.Работает с определенной эстетикой.

Плоская крыша

Совершенно плоская крыша с нулевым углом наклона, вероятно, не подходит для любого здания, поэтому «плоские крыши» — это крыши с очень небольшим уклоном примерно 1-2 градуса. Этот уклон имеет решающее значение для стекания воды, но плоские крыши состоят из разных материалов, которые выдерживают некоторое количество стоячей воды в течение определенного периода времени без обрушения, поскольку она движется намного медленнее.

Три основных типа используемых материалов для плоских крыш:

  • Мембрана
  • Битум модифицированный (MBR)
  • Застроенная кровля (БУР)

У каждого есть свой набор плюсов и минусов в зависимости от типа здания, климата и других факторов, таких как цена и местоположение.Плоские крыши чаще используются для коммерческих зданий, но также могут использоваться в жилых комплексах, старых зданиях из коричневого камня и т. Д.

Плюсы мембранных плоских крыш
  • Удобные для самостоятельного использования, домовладельцы часто могут выполнить простой ремонт.
  • Недорого в установке и обслуживании
  • Легкий материал не требует армирования и может быть установлен в большинстве зданий.
  • Повышает энергоэффективность, удерживая тепло и сохраняя прохладу воздуха
  • Устойчив к утечкам

Минусы мембранных плоских крыш
  • Лучше всего работает на крышах, у которых нет дымоходов или других систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где материал необходимо установить около
  • Чувствительность к проколам обломками или сильным штормом
  • Чем больше швов, тем более уязвимый материал мембраны протекает.

Плюсы плоских крыш МБР
  • Превосходная гибкость и эластичность в очень холодных погодных условиях
  • Высокая прочность
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Поставляются в легко устанавливаемых самоклеящихся рулонах.
  • Вторичная переработка

Минусы плоских крыш МБР
  • Некоторые типы MBR требуют высококвалифицированных рабочих для установки с использованием горелок для герметизации клея.
  • Подобно мембранам, MBR может быть подвержен утечкам в стыках, если не приклеен должным образом.
  • Менее эстетичен, чем другие материалы для плоских крыш

Плюсы плоской кровли БУР
  • Защита от вредных УФ-лучей
  • Простота ремонта
  • Отлично подходит для зданий с высокой проходимостью по крыше (ремонтные бригады в многоквартирных домах и т. Д.).
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Экономичный

Минусы BUR Flat Roof
  • Требуется профессиональная установка
  • Менее гибкий, чем MBR, в холодную погоду, он может треснуть при низких температурах.
  • Материал тяжелый и может потребовать некоторого усиления.

Крыша-бабочка

Да, крыша-бабочка получила свое название от своего вида, напоминающего крылья бабочки. Вместо того, чтобы подойти к вершине, два ската идут вниз по направлению друг к другу, образуя впадину в середине крыши, а не точку с высоким уклоном. Они обладают уникальным дизайном, и их не встретишь в слишком многих домах с традиционным или современным дизайном.

Плюсы Butterfly Roofs
  • Отлично подходит для улавливания дождевой воды.Любой дождь будет легко собираться и стекать с края крыши в бочку для дождя или другое устройство для сбора воды для садоводства и других целей.
  • Внутренние стены вашего дома или офиса можно удлинить, чтобы создать потрясающие стены галереи, а не высоко в центре комнаты.
  • Крыши типа «бабочка» доказали свою устойчивость к сильным ветрам и ураганам.

Минусы крыш-бабочек
  • Они очень дорогие.Сложность этой крыши делает ее долгую и сложную установку, требующую дополнительного обучения и опыта, что увеличивает стоимость.
  • Несмотря на то, что эта крыша отлично подходит для сбора дождевой воды, она может быстро и легко собирать снег, лед и другой мусор.

Мансардная крыша

Скорее всего, вы услышите слуховое окно, называемое слуховым окном, или просто слуховое окно, а не слуховое окно. Это потому, что слуховые окна — это скорее продолжение или дополнение к верхнему уровню в виде небольшой комнаты или окна, которое выступает из крыши.Они предназначены для того, чтобы освободить немного больше места и осветить чердаки верхнего уровня или жилые помещения. У некоторых, может быть, даже есть небольшие балконы или террасы.

Плюсы мансардных крыш
  • Они создают больше пространства и функциональности в помещениях верхнего уровня.
  • Его можно настроить под любой размер, большой или маленький, в зависимости от его использования.
  • Обеспечивает большую вентиляцию верхних этажей, на которых в противном случае даже не было бы окон.

Минусы слуховых крыш
  • Не очень подходит для самостоятельного использования.Требуется квалифицированная установка.
  • Дорогостоящая установка и обслуживание
  • Может сделать крышу более уязвимой к протечкам

Skillion Roof

Скиллионная крыша похожа на односкатную или односкатную крышу тем, что имеет крутой одинарный скат, а не две точки, пересекающиеся посередине. Однако крыши skillion часто имеют второй уклон с другой стороны, имеющий разную высоту или угол. Они создают очень уникальный и современный вид, который преображает не только внешний вид дома, но и интерьер.Это динамичная форма, которая может привнести свет и пространство в места, которых нет в стандартной скатной крыше.

Плюсы Skillion Roofs
  • Создает уникальный, неподвластный времени современный дизайн
  • Крутой склон позволяет легко стекать водой.
  • Требует меньше материалов и может быть установлен быстрее и дешевле, чем другие крыши
  • Создает место для дополнительных окон и световых люков

Минусы крыш Skillion
  • Чердак практически отсутствует
  • Более подвержены повреждениям от сильных ветров и сильных штормов

Крыша соляного ящика

Крыша из соляного ящика выглядит как несколько разных типов крыш, соединенных вместе.У него высокий наклон, как у крыши Skillion или Shed, но все же он достигает пика в центре с более коротким и менее крутым наклоном сзади. Этот стиль может создать иллюзию большого дома и создать больше места с одной стороны дома по сравнению с другой.

Плюсы крыш соляных ящиков
  • Асимметричный дизайн одновременно стильный и функциональный, что обеспечивает его устойчивость к сильным ветрам.
  • Высокий склон отлично подходит для снега и пролива.
  • Создает больше жилого пространства, доводя одноэтажный дом до 1.5 или 2 этажа.

Минусы крыш соляных ящиков
  • Асимметричная длина сторон делает ее более сложной, чем обычная двускатная крыша.
  • Исключает любую возможность для дополнительного чердака.

Jerkinhead Roof

Крыша с остроконечной крышей очень похожа на шатровую крышу в том смысле, что две стороны сходятся в одной точке, но при этом концы намного короче, скошенные углы на концах козырька. Стандартные фронтоны могут быть повреждены ветром и даже ветром поднимать крышу с ее конструкции.Обрезанные концы двускатной крыши могут помочь защитить вашу крышу от повреждений, вызванных сильным ветром.

Плюсы Jerkinhead Roofs
  • Устойчивость к сильным ветрам
  • Более устойчива, чем стандартный открытый фронтон
  • Чердак больше, чем вальмовая крыша
  • Уникальный архитектурный дизайн

Минусы крыш Jerkinhead
  • Установка может быть дороже из-за большего количества материалов
  • Требуются дополнительные меры по защите от утечек из-за дополнительных швов

Голландская двускатная крыша

Голландская двускатная крыша похожа на гибрид вальмовой крыши и открытого двускатного двускатника, с вкраплениями остроконечной крыши.Это вальмовая крыша с более изогнутым или наклонным скатом двух основных сторон, но с закрытыми фронтонами на каждом конце и небольшим отверстием в верхней части, похожим на миниатюрный фронтон. Это позволяет создать вид вальмовой крыши, но с возможностью попадания большего количества окон и солнечного света из чердака. Это создает потрясающие детали, которые действительно могут повысить привлекательность бордюра и улучшить общий вид вашего дома.

Плюсы голландских двускатных крыш
  • Позволяет больше естественного солнечного света, чем шатровые или двускатные крыши
  • Уникальный дизайн
  • Возможность для окон или балконов

Минусы голландских двускатных крыш
  • Сложный монтаж / строительство
  • Чувствителен к утечкам — требуется больше окладов и герметика.
  • Более дорогие материалы и рабочая сила
  • Могут потребоваться только водонепроницаемые материалы / меры

Вальмовая крыша

Вальмовая крыша — это всего лишь серия вальм и впадин на одной крыше.Это часто используется в больших конструкциях с уникальным архитектурным дизайном или формой и требует для работы нескольких пересекающихся типов крыш. Если их сделать неправильно, они могут выглядеть немного громоздкими и тяжелыми. Таким образом, почему на многих вальмовых крышах и крышах с впадинами будут показаны световые люки, окна, слуховые окна и т. Д., Чтобы использовать пространство и нарушить монотонность большой площади поверхности.

Плюсы шатровых и двускатных крыш
  • Возможность установки окон и мансардных окон
  • Обращение к динамическому бордюру
  • Выдерживает сильный ветер
  • Обширные водосточные системы
  • Более просторный верхний или чердак

Минусы шатровых и двускатных крыш
  • Дорого и долго в установке
  • Больше впадин — больше возможностей для протечек

Пирамидальная крыша

Пирамидальная крыша похожа на шатровую крышу, за исключением того, что все стороны сходятся в одной точке в центре крыши.У них может быть три или более сторон, и вы часто встретите пирамидальные крыши, используемые на небольших сооружениях, таких как бассейны, хижины или даже гаражи.

Плюсы пирамидальных крыш
  • Невероятная устойчивость к сильным ветрам
  • Отлично подходит для климата, подверженного ураганам
  • Создает высокие потолки для тонны дополнительного чердака / верхнего этажа
  • Свесы могут снизить затраты на электроэнергию за счет затенения открытых окон верхнего уровня.

Минусы крыш пирамид
  • Дорого в установке из-за сложной конструкции и крутых склонов

Поперечная крыша

Поперечно-вальмовая крыша чаще всего имеет L-образную форму с двумя пересекающимися вальмовыми секциями на крыше.Это делает дизайн очень динамичным для L-образных домов и галстуков во всем доме.

Плюсы скатных крыш
  • Работа для дома с новыми редакциями.
  • Красивый бордюрный облик.
  • Относительно простой в установке

Минусы скатных крыш
  • Создает больше впадин, требующих дополнительной защиты от протечек

Комбинированная крыша

Комбинированная крыша дает домовладельцам лучшее из обоих миров, поскольку, как вы уже догадались, это комбинация двух типов крыш.Эти типы крыш могут работать как для жилых, так и для коммерческих зданий и могут предлагать преимущества более чем одного типа крыш, которые могут увеличивать сток дождевой воды и выгоды для обогрева или охлаждения.

Плюсы комбинированной кровли
  • Работа для всех типов климата
  • Уникальный дизайн и привлекательность
  • Можно освободить больше места на верхних этажах
  • Улучшение водостока

Минусы комбинированных крыш
  • Может иметь слишком много впадин (подвержено утечкам)
  • Проектирование и установка дороже
  • Не работает для всех типов крыш

Откидная крыша

Lean-to’s узнаваемы по их крутым уклонам и резким углам, соединяющимся без козырька.Навесы распространены на фермах, где они служат убежищем для лошадей и других животных. Но они также отлично подходят для жилых домов, придавая им уникальную, вневременную современную структуру.

Плюсы наклонных крыш
  • Возможность установки окон в подвесном потолке для проникновения света в уникальные пространства.
  • Придает больше структуры дизайну дома.
  • Отлично подходит для стока воды.
  • Быстрая и простая установка.
  • Соответствует современной эстетике минимализма.

Минусы наклонных крыш
  • Не подходит для больших домов.
  • Могут отобрать чердак.
  • Чувствительность к сильному ветру.

Двускатная и двускатная крыша

Двускатная и двускатная крыша — это обычно используемая крыша в домах с мансардой верхнего этажа, которую они переоборудовали или хотели бы превратить в жилое пространство. Он сочетает в себе классическую двускатную крышу, но добавляет 2 или более фронтонов, выступающих с боков (как пересекающаяся крыша).Это дополнение, конечно же, создает больше впадин и, таким образом, создает больше открытого пространства на верхних этажах.

Плюсы двускатных и двускатных крыш
  • Обеспечьте много места на чердаке / верхнем этаже.
  • Красивый вариант стандартной двускатной крыши.
  • Отличная крыша для пристройки дома.

Минусы двускатных и двускатных крыш
  • Чем больше впадин, тем выше вероятность протечек.
  • Дороже как по материалам, так и по рабочей силе.

M-образная крыша

М-образная крыша похожа на два фронтона, соединенных бок о бок в форме М. Их обычно можно увидеть в таунхаусах или других многоквартирных домах. Они могут соединять несколько домов, но при этом создают эффект отдельных домов.

Плюсы М-образных крыш
  • Позволяет увеличить жилую площадь в небольших домах.
  • Возможность для большого количества окон для естественного света.
  • Обеспечивает большую структуру, чем коммерческая плоская крыша.

Минусы М-образных крыш
  • Может вызвать образование большого количества снега и льда в долинах.
  • Однако на крутых склонах зацепится меньше, так как они почти сразу обвалятся.

Пересекающаяся крыша

Пересекающиеся крыши сочетают в себе двускатную и шатровую крыши, чтобы создать более динамичный вид вашему дому. Они привносят очень классический вид в дома и особенно используются в более крупных домах из мыса и старых голландских колониальных домах.

Плюсы пересекающихся крыш
  • Красивая эстетика
  • Хорошо подходит для больших домов.
  • Создает уникальную планировку комнат на верхнем этаже.

Минусы пересекающихся крыш
  • Установка может быть очень дорогостоящей (требуется больше материалов и труда)
  • Чем больше пересечений, тем больше ущелий, подверженных риску протечек.

Какой тип крыши лучше всего подходит для вас?

Сегодня мы рассмотрели несколько стилей крыш, и вам может быть интересно, какой из них лучше всего подходит для вас.Хотя многие из этих стилей крыши подойдут для вашего дома, в основном речь идет о том, какие факторы наиболее важны для вас. Как только вы определитесь с уровнем эстетики, долговечности и функциональности, которые вам нужны, вам будет намного проще сузить круг вариантов.

Если вы хотите повысить привлекательность бордюров, важно сочетать подходящие кровельные материалы с вашим стилем крыши. Для получения дополнительной информации о кровельных материалах, а также о плюсах и минусах каждого из них, ознакомьтесь с нашим полным Руководством по кровельным материалам.

Если вы подумываете о самостоятельном монтаже крыши, сделайте это безопасно и обязательно обратитесь к профессионалу с любыми вопросами. Если вы подумываете о привлечении профессионального подрядчика, обязательно свяжитесь с First American Roofing для БЕСПЛАТНОЙ оценки. Будь то общий вопрос или оценка, мы будем рады услышать от вас!

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. Вот и все. 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 проверил его удерживающую способность на множестве разных шагов, 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 водостока 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 Вальмовая крыша — Home Perfect Exteriors

Если вы проектируете и строите новое здание, есть большая вероятность, что вы выбираете между двумя наиболее распространенными стилями крыши: остроконечной и шатровой.Несмотря на то, что эти типы крыш популярны, их не всегда легко понять, и может возникнуть путаница, что есть что. Позвольте доверенным кровельщикам Сент-Луиса, штат Миссури, Home Perfect Exteriors, помочь вам узнать о шатровых крышах и их преимуществах для вашего дома.

Виды вальмовых крыш

В общем, крыша считается шатровой, если у нее есть скатные кровельные панели на каждой стороне здания, переходящие в высокие гребни, называемые шатрами. Это означает, что вместо плоского фронтона на концах крыши используются кровельные панели. В этом стиле крыши есть и другие типы шатровых крыш, в том числе:

  • Пересекающаяся вальмовая крыша
  • Крестовина вальмовая
  • Пирамида вальмовая
  • Вальмовая крыша
  • Или типы крыш могут быть смешаны для комбинированной крыши.

Преимущества скатных крыш

Вальмовая крыша может быть более устойчивой, чем двускатная, потому что у нее больше панелей и более прочная конструкция.
Эти типы крыш идеально подходят для мест, где часто бывают ураганы, поскольку конструкция крыши выдерживает сильные ветры, а наклон крыши способствует оттоку осадков от дома.
Область под шатровой крышей может создать больше жилого или складского пространства, особенно если добавлена ​​мансардная крыша.
Дополнительное чердачное пространство под шатровой крышей также позволяет улучшить вентиляцию, что снижает затраты на электроэнергию в доме.

Установка вальмовой крыши

Помня об этих преимуществах, очень важно, чтобы новая шатровая крыша была профессионально установлена ​​опытными подрядчиками по кровле. Во-первых, вальмовая крыша требует прочных опор и прочных кровельных материалов. Бедра и впадины также требуют усиления и защиты от атмосферных воздействий, чтобы избежать утечек, а водосточные желоба могут быть очень важны для сохранения крыши и внешнего вида дома.

Ваши местные специалисты по установке крыш: идеальный внешний вид дома

At Home Perfect Exteriors, мы стремимся не только к качеству изготовления каждой новой крыши, но и к каждому нашему клиенту из Миссури. У нас есть многолетний опыт работы в районе Сент-Луис, штат Миссури, в ремонте кровли, замене крыш и установке новых крыш.

Если вы подумываете об установке новой вальмовой крыши, немедленно обратитесь к специалистам по кровле Home Perfect Exteriors!

Все о вашей двускатной крыше

Многие домовладельцы не знают, что стиль вашей крыши может иметь большое влияние на функциональность вашего дома.Хотя эстетика обычно побуждает к покупке дома, важно знать, какие детали вашего дома могут принести пользу или повлиять на благополучие вашей семьи. Когда дело доходит до крыш, многие люди понимают, что хорошо сделанная крыша имеет важное значение для защиты дома в целом и что замена крыши необходима каждые 15 лет или около того. Некоторые домовладельцы не осознают, что сама форма крыши может повлиять на то, насколько эффективно ваша крыша защищает вашу семью. Обнаружение стиля крыши вашего дома позволяет вам искать общие проблемы, которые возникают с этим типом крыши, и могут даже повлиять на то, какие дома вы ищете в будущем.Основная категория кровли — двускатная крыша. Вы, несомненно, видели эту крышу раньше, хотя обычно мало о ней знают.

Что такое двускатная крыша?

Двускатные крыши довольно простые. Они состоят из двух скатов крыши, которые соединяются одним швом наверху дома. Этот шов проходит по всей длине дома, и с двух других сторон дома нет откосов. Если бы ребенок нарисовал простой рисунок дома, он, скорее всего, нарисовал бы дом с двускатной крышей, в частности, с боковым фронтоном.Этот стиль распространен во всем мире, особенно в восточноазиатской архитектуре. Многие дома в готическом стиле также используют двускатные крыши как часть своего дизайна. Есть несколько подкатегорий двускатных крыш, которые все еще соответствуют общему описанию двускатной крыши, но с другим поворотом. Вот несколько примеров:

  • Передний фронтон. В этом стиле, вместо того, чтобы скаты крыши покрывали левую и правую стороны дома, вместо этого скаты спускаются с передней и задней стороны.
  • Скрещенный фронтон. В этих домах несколько двускатных крыш, швы которых пересекаются. В случае дома со скрещенным фронтоном с четырьмя козырьками швы будут иметь форму креста сверху.
  • Г-образный фронтон. В этих домах крыша с одной стороны опускается дальше, чем где-либо еще. Низкая часть создает почти стиль А-образной рамы, но только в одной части дома. Это отчетливо, но бывает.
  • Короб двускатный. В этом варианте двускатной крыши есть перекладина, которая идет от одного карниза к другому. По сути, это просто завершает треугольник по бокам без карниза. Часто указывает на отдельную чердак, а не на целый этаж.

Двускатные крыши не обязательно должны иметь прямые края, но многие так и поступают. Некоторые двускатные крыши имеют изогнутые линии, и они также могут иметь слуховые окна любого типа.

Соображения о двускатных крышах

Как и в любом домашнем интерьере или стиле, у двускатной кровли есть свои плюсы и минусы.В зависимости от вашей семьи, образа жизни и климата в вашем районе двускатная крыша может не работать. Перед покупкой нового дома или перед проектированием новой конструкции рассмотрите следующие преимущества и недостатки двускатных крыш:

Преимущества:
  • Они эффективны при удалении снега и дождя. Из-за крутого уклона большинства двускатных крыш снег и дождь легко стекают по карнизу и в водостоки. При нормальных погодных условиях риск образования скоплений или скоплений невелик.
  • Их легко сделать. Двускатные крыши из-за их базовой конструкции построить довольно просто. Это часто делает их менее дорогостоящим вариантом при строительстве нового здания.
  • Они доступны по цене в обслуживании. По тем же причинам за двускатными крышами легко ухаживать, потому что они очень распространены. Большинство кровельщиков знают, как правильно работать с двускатной крышей.
Недостатки:
  • Плохо выдерживают сильный ветер. При погодных явлениях, таких как ураганы или торнадо, двускатные крыши часто не подходят.Во многих случаях строители не добавляют дополнительную опору к двускатной крыше, чтобы максимально увеличить жилое пространство. В случае суровой погоды двускатная крыша легко может обрушиться.
  • Существует вероятность повреждения восходящего потока. Если на двускатной крыше имеется значительный свес, сильный порыв ветра может захватить край крыши и снять крышу с остальной части дома.
  • Они не всегда сделаны хорошо. Многие домовладельцы своими руками пытаются заменить или установить двускатную крышу самостоятельно.Многие мастера-любители считают, что из-за упрощенной конструкции они могут сэкономить деньги, выполняя работу самостоятельно. Однако это часто приводит к плохо подогнанным деталям и ненадежной опоре, что лишь усугубляет опасность. Если вы покупаете дом с двускатной крышей, обязательно попросите профессионала осмотреть его, чтобы выявить какие-либо самодельные ремонтные работы на крыше.

Для некоторых преимущества двускатной крыши намного перевешивают недостатки. Для регионов мира, где нет ураганов или большого количества снега, двускатные крыши — прекрасный выбор.Другим может подойти другой вариант кровли, который обеспечит больше спокойствия.

Различия между двускатной, мансардной и шатровой крышей

Две другие основные категории крыш, с которыми вы столкнетесь, — это мансардные и вальмовые. Разница между этими типами довольно проста для понимания и может помочь вам определить, какой стиль искать. В то время как двускатная крыша имеет скаты только с двух сторон дома, вальмовая крыша имеет скаты со всех четырех сторон. Возможности индивидуальной настройки вальмовых и двускатных крыш, за исключением количества скатов, одинаковы.Немного по-другому выглядит мансардная крыша. Мансардные крыши также имеют скаты со всех четырех сторон, но каждая сторона имеет два разных ската. Верхний уклон каждой стороны имеет более плавный наклон вниз, тогда как второй участок уклона значительно круче. Это создает угол по бокам дома, что придает ему отчетливый вид.

Связаться с г-ном Руфом

Никогда не стоит начинать кровельный проект без помощи профессионала. Эксперты Mr.Крыша обслуживает американских домовладельцев более 50 лет. Мы гордимся тем, что создаем качественные, хорошо построенные крыши, которые надежны и доставляют нашим клиентам душевное спокойствие. Если у вас возникнут какие-либо вопросы о стилях кровли, о поиске ближайшего к вам места или бесплатном смете, свяжитесь с г-ном Roof сегодня.

10 типов крыш, о которых вы не знали

Кровля

10.05.2019

Делиться

Когда вы выбираете стиль кровли, вы можете в первую очередь подумать о визуальном воздействии.Хороший внешний вид действительно важен, но не менее важны практичность, срок службы и прочность.

Если вы когда-нибудь задумывались, насколько важна хорошая крыша для вашего дома, не пропустите этот список!

УЗНАЙТЕ ОБ ОСНОВНЫХ ВИДАХ КРЫШ

Выбрать форму крыши сложнее, чем кажется. Есть много разных типов крыш, и все они обладают уникальными свойствами.

  1. Двускатная крыша

    Термин « фронтон » относится к треугольному пятну, которое образуется при пересечении двух скатных участков крыши.

    Двускатная крыша — очень популярный тип кровли: ее легко построить, она хорошо отводит воду, облегчает вентиляцию и может применяться в большинстве домов.

  2. бедра

    Вальмовая крыша построить немного сложнее и обычно имеет 4 стороны. Это популярный выбор, но без вентиляции. Они лучше работают в районах с сильным ветром.

  3. Голландский

    Голландская крыша — это в основном шатровая крыша с небольшими двускатными крышами на обоих концах.Результат — более легкий доступ к нижней части крыши с дополнительными преимуществами естественного света и дополнительного пространства.

  4. Мансардная крыша

    Это французский дизайн, и его сложнее построить, чем шатровую или двускатную крышу. На самом деле мансардная крыша имеет два ската внутри по одному с каждой стороны. Нижняя часть ската крыши более крутая, так что скат крыши почти не начинается. Это дает больше места внутри и в большинстве случаев создает дополнительное пространство.

  5. Плоская крыша

    Большинство плоских крыш на самом деле не на 100% плоские, это крыши с небольшим уклоном, которые кажутся плоскими, но имеют небольшой уклон, позволяющий стекать воду.

  6. Односкатная крыша

    Односкатная крыша похожа на плоскую крышу, но имеет больший уклон, ее часто используют для пристроек или с другими стилями кровли.

  7. Крыша-бабочка

    Это очень современный дизайн, уникальный с эстетической точки зрения. Он обеспечивает много света и вентиляции, но дренаж — проблема.

  8. Gambrel крыша

    Ее также называют крышей сарая, потому что она широко использовалась в сараях.Обеспечивает дополнительное пространство на чердаке.

  9. Мансардная крыша

    Слуховое окно — это скорее дополнение к существующей крыше. Это окно и крыша (в том числе остроконечная, шатровая, плоская), выступающие из существующего ската крыши. Функциональное мансардное окно создает полезное пространство за пределами крыши, добавляя естественного света и пространства над головой.

  10. M Форма

    М-образная крыша — это, по сути, двускатная крыша с двумя наклонными сторонами, которые пересекаются посередине с соответствующими наклонами с каждой стороны.

Спорим, вы не знали, что существует так много типов крыш. Но что наиболее важно, это материал, который вы выберете… Натуральная шиферная крыша — всегда беспроигрышный вариант, поскольку она улучшит внешний вид вашего дома за счет невероятных технических и эстетических свойств.

Хотите узнать больше о стилях крыш? Тогда не пропустите эти 10 лучших современных домов с скатными крышами!

границ | Разрушения каркаса в скатных крышах с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений важна 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. Это в первую очередь связано с системами кровли и стеновых обшивок, а также с траекторией вертикальной нагрузки 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 крыши со 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.

Стандартизованным методом оценки скорости ветра в торнадо является 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 при строительстве деревянных каркасов, 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, в то время как 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, чтобы исследовать этот момент. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

Анализ 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 Джоплин, 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, поэтому можно идентифицировать так много стадий развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая выявление новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенного лабораторного моделирования 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 ущерба до уровня DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса 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 поверхности соседних вальмовых крыш с прямоугольной рамой. (В) 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). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями 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 были удалены как элементы каркаса, так и оболочка. 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 из стержневого каркаса, 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 определяться в некоторых шатровых крышах при скорости ветра EF2, а не разрушениями RTWC или потерей 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 пределах диапазонов 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, были ли повреждения вызваны 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 выглядели 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-видимому, также были построены из рамок.

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 могут рассматриваться как серьезные отказы кровли, т. е. подпадающие 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, в то время как 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, по всей видимости, были более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели пологую крышу. Хотя это наблюдение может предполагать, 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 происходят 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: д-р 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 мощностью 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 с рамой. 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 рамных крыш 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.

Предписательный 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 на основе распределения вторичной нагрузки компаниями, специализирующимися на их производстве. 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 жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и рамные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

В двумерном D / C-анализе в этой работе используется одна ферма MPC, основанная 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 прямоугольным каркасом, которая соответствовала профилю и геометрии плана ферменной крыши от Henderson et al. (2013), чтобы провести сравнение.

Рисунок 7 . Половина моделируемой 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 элементов и размерам 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 крыши с прямоугольной рамой упрощается путем изучения одного типичного 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 рамной 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 заключается 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 с использованием конверта 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 нелинейное моделирование возможным.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не были учтены 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 планку с рамой 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 чего 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 потребует корректировки для прямого сравнения 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.

Примененная скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, 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 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 плиты, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются в 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) по моменту подключения мощности.

Расчеты совместных нагрузок включают определение пропускной способности стальной пластины, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт опорных пластин, 2007 г .; Канадский институт опорных пластин, 2014 г.). 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 требуемые расчеты опорной способности включают в себя сопротивление выдергиванию гвоздя и поперечное сопротивление.

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 испытаний их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано, чтобы включить собственный коэффициент безопасности, равный 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 для стропил.

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 потребности в мощности (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 выходят из строя первыми 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 самых простых ураганных ремней 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 в 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 моделировать соединения металлических пластин и конструкции рам-стержня, было сочтено неэкономичным проводить подробные трехмерные модели в текущем исследовании.

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, предоставляемых разными производителями. В более широком масштабе методы проектирования различаются по регионам, компаниям и даже отдельным инженерам, 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 вид отказа, связанный с корпусом ручки-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, по всей видимости, 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 фото отказы могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропильной балкой и балкой на верхней плите стены или возникли как разрушение 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 анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы, чтобы понять вероятные места уязвимости в конструкции каркаса и проверить гипотезу 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, который показал 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 со 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, вероятно, будут 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, верхнее стропильное соединение также имеет относительно высокое отношение D / C, равное 0,66. Изучение фотографий, сделанных при обследовании повреждений, показало, что вышедшие из строя крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось при проектировании.

• Сравнение двухмерных анализов для случаев стропильных ферм и рам с прямоугольным каркасом позволяет предположить, что крыши с прямоугольным каркасом содержат более уязвимые элементы.При эквивалентном ветровом подъеме D / C RTWC фермы составляет 0,98, в то время как RTWC стропильного домкрата с стержневой рамой составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая с рукоятью, который не рассматривается в данном исследовании.

Авторские взносы

СС — доктор философских наук. студент под совместным руководством ГК 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 признательны доктору Д. 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 оказание 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). Реагирование прибитых гвоздями соединений крыши к стене на экстремальные ветровые нагрузки при полномасштабной 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). «Проектирование металлических пластин, соединяющих соединения 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). Выполнение соединений «палец-гвоздь» 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 (Бостон, Массачусетс: ASCE), 1484–1507.

Google Scholar

Симмонс, К. М., Ковач, П., и 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 сооружений . 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

Двускатная крыша или вальмовая крыша: в чем разница?

Вам нужна двускатная крыша? Ваша старая кровля просто не выдерживает? Возможно, ваш дом в Ривервью недавно не выдержал сильного шторма, и его черепица ослабла, что привело к повреждению внутренней части вашего дома.Это было бы неудобством, из-за которого вы могли бы посмотреть на «кровельные компании рядом со мной». К счастью для вас, наша компания Certified Roofers and General Contractors, Inc. находится в вашем районе. Мы работаем с 1981 года и не планируем сбавлять обороты. Мы предлагаем жителям свои услуги по доступной цене. Наши кровельщики довольствуются не чем иным, как высоким профессионализмом в своей работе. Нет ничего хуже, чем отремонтировать крышу только для того, чтобы она рухнула, как только кровельщик уйдет. Мы не делаем мелкую кровлю.Наши уважаемые клиенты доверяют нашему сервису, и вы тоже должны доверять нам. Мы используем только самые качественные кровельные материалы. Если вам нужна новая крыша или ремонт, мы предлагаем только долгосрочные решения ваших проблем.

Вам нужна проверка

Наша компания, находящаяся в местном владении и управлении, стремится служить обществу. Наша миссия — показать вам уважение и искреннюю заботу, которых вы заслуживаете. Если у вас протекала крыша, позвоните нам немедленно, пока не стало больше повреждений.Меньше всего мы хотим, чтобы ваш дом выдерживал ненужные страдания. Протекающая крыша может привести к гниению дерева, плесени и ржавчине металла, что поставит под угрозу структурную целостность вашего дома. Наиболее распространенные типы крыш, на которых мы специализируемся, включают черепицу, деревянную черепицу, асфальт и однослойные. Если вы все еще не уверены, посмотрите наш обзор. Мы в компании Certified Roofers and General Contractors, Inc. вдохновили местное сообщество оставить честный отзыв о наших услугах.

Двускатная крыша Против вальмовой крыши

Чтобы узнать разницу, вы должны сначала понять определение обоих типов.Вальмовая крыша — это крыша, у которой все стороны крыши наклонены вниз. Фронтон — это крыша, спроектированная с двумя скатами к стенам дома. У шатровой крыши нет вертикальных концов, и все холмы сходятся на вершине крыши. Они дороже, фронтоны. Гейблы могут выглядеть менее дорогими, и они есть, но они имеют свои преимущества. Они оставляют больше места на чердаке, обеспечивают лучшую вентиляцию, и их можно комбинировать, чтобы сделать крыши более красивыми. Есть много вариантов, таких как открытая крыша, крыша-короб, крыша-гамбрель, поперечная крыша и летающая крыша.Крыша зависит от желаний и потребностей домовладельца. Прекратите искать, «рядом со мной кровельные компании», и приходите к нам.

Свяжитесь с нами сегодня для длительного ремонта

Если вам нужен ремонт двускатной крыши, и вы обнаружите, что ищете «кровельные компании рядом со мной», то не забудьте сегодня связаться с вашим Certified Roofers & General Contractors, Inc. в Ривервью. Мы — самые надежные кровельщики в этой области, которые предлагают длительный ремонт и бесплатный осмотр кровли без каких-либо обязательств.У нас нет никаких условий, потому что мы заботимся о наших соседях больше всего на свете. Посетите нашу страницу контактов или позвоните нам сегодня.

Оставить комментарий