Полувальмовая крыша: стропильная система, чертеж, история, конструкция, схема. Монтаж полувальмовой крыши

Содержание

стропильная система своими руками, схема двухскатной кровли, мансардная четырехскатная крыша, расчет конструкции с фронтонами

Содержание:

Полувальмовая четырехскатная крыша считается самой интересной моделью, которая в числе множества других вариантов пришла в Россию из северной Европы. Крыша имеет обтекаемую форму, которая делает ее более устойчивой к сильным порывам ветра.

Благодаря укороченным треугольным скатам значительно увеличивается полезная площадь чердачного пространства без сооружения на стенах массивной кровельной конструкции. Здания с такой крышей выглядят достаточно стильно независимо от количества этажей и назначения.


Единственным недостатком полувальмовой крыши является достаточно сложная технология строительства. Но если знать и понимать, как устроена стропильная система такой крыши, и сделать правильный расчет полувальмовой крыши, можно справиться с работой самостоятельно.

Разновидности полувальмовых крыш

Полувальмовую конструкцию нельзя назвать четырехскатной, хотя основой для нее является технология возведения крыши конвертом. В ней имеются элементы и двухскатной, и четырехскатной конструкции, а при возведении используются методы обоих сооружений.

Конструкция полувальмовой крыши имеет несколько особенностей, которые несколько отличают ее от четырехскатного семейства. Во-первых, вальма такой крыши немного укорочена. Во-вторых, к ней примыкает часть фронтона, если дом каменный, или щипца, если дом деревянный. По отношению к этим стенкам укороченный треугольник располагается под углом, который может быть вогнутым или выпуклым. Сама вальма может быть расположена в верхней части щипца или фронтона или внизу этих стенок.


В зависимости от формы и расположения элементов полувальмовой двухскатной крыши выделяют два вида конструкций:

  • Голландская крыша имеет вальму в форме трапеции, которая расположена в нижней части фронтона. Верх трапеции соединяется с вертикальным треугольником, формируя вогнутый угол. Треугольник может быть полностью зашитым или иметь оконный проем.
  • У датской крыши треугольная полувальма располагается в верхней части ската. Ее основание соединяется с вертикальным фронтоном, образуя выпуклый угол.

На основе этих конструкций создаются различные варианты крыш. Они могут различаться по высоте и форме элементов, иметь разные скаты и угол их наклона. Довольно часто встречаются четырехскатные конструкции с одиночными элементами полувальмовой крыши.


Независимо от выбранной комбинации установка стропильной системы выполняется на основе двускатной крыши, то есть с использованием наслонного или висячего способа. Наслонная стропильная система устраивается в том случае, когда есть возможность создать прочную опору для верхней части стропильных ног. В противном случае устанавливают висячую стропильную систему. В обеих ситуациях нижние пятки стропил должны иметь опору на мауэрлат, балки перекрытия, верхний ряд бревенчатого или брусового дома.

В целом стропильная система возводится на базе одного из способов устройства полувальмовой крыши или на их комплексном использовании. Если разобраться в тонкостях этих методов, можно своими руками сделать крышу по датской или голландской технологии, а также совместить укороченные вальмы с обычной скатной крышей.

Устройство стропильной системы по голландской технологии

Конструкция полувальмовой крыши с фронтонами в виде треугольника, сооружается с небольшими отличиями от обычной четырехскатной крыши. Голландская полувальмовая крыша немного отличается от запечатанного почтового конверта (прочитайте: "Чем хороша крыша конверт – виды и правила монтажа своими руками").

Ее схема напоминает раздвоенный прямоугольник с трапециями по бокам. Начальные шаги ведутся по технологии устройства традиционной четырехскатной крыши.

Создание основы

В первую очередь монтируются опоры, необходимые для укладки прогона под коньком. Опорные стойки можно заменить рамой, у которой верхняя часть будет выступать в качестве прогона. Далее можно выполнять установку стропильных ног. Различия в технологии начинаются в тот момент, когда выполняется установка стропил и нарожников голландской полувальмовой крыши. Именно эти элементы формируют плоскость укороченного пятиугольного ската.

Диагональные стропилины посредством врубки присоединяются к прибоине. Этот элемент представляет собой доску толщиной более 5 см и прибивается горизонтально между рядовыми стропилами. Верхняя часть центральных нарожников фиксируется к прибоине с помощью гвоздей или уголков. Монтаж остальных нарожников выполняется следующим способом: верхнюю часть прибивают к диагональным стропилинам, опорой нижней части становится мауэрлат или балка перекрытия.


Усилить зону половинчатой вальмы можно с помощью подкосов, которые устанавливают в местах соединения перемычек и рядовых стропилин. Крайняя ферма собирается из сдвоенных стропилин. В том месте, где перемычка прибита к стойке, дополнительно прибивают отрезки досок - коротыши. Эти элементы помогают предотвратить деформационный процесс конструкции от повышенных нагрузок.

Треугольный фронтон, располагающийся над половинчатой вальмой, необходимо обшить, используя доски или любой листовой материал. Для этого потребуется сделать расчет фронтона, чтобы заказать необходимые материалы. Наиболее эффективный вариант - устройство оконного проема в этом треугольном элементе. Даже небольшие окна являются источником естественного освещения и вентиляции.

Совмещение голландской и датской технологии

На основе голландской версии разрабатывается большое количество вариантов крыши. Один из них предполагает использование вместо треугольного фронтона полувальмы такой же формы. Этот элемент при соединении с укороченным скатом в форме пятиугольника образует выпуклый угол. Однако в некоторых случаях возможно образование вогнутого угла между этими элементами. На схеме конструкция имеет сходство с обычным конвертом, но на практике проекция вальмовых элементов имеет некоторые отличия.


Отличия наблюдаются в технологии монтажа. Основная часть полувальмовой двускатной крыши монтируется в зависимости от выбранной технологии, наслонные или висячие стропильные ноги. Далее для создания характерного излома рядом с крайней стропильной фермой устанавливают укороченные стропила.

На их углах располагают диагональные стропила. Остальные работы выполняются в соответствии с чертежами голландского варианта по описанной выше схеме стропильной системы полувальмовой крыши. Верхний треугольный элемент выполняется по датской технологии.

Устройство стропильной системы крыши по датскому методу

Крыши, возведенные по датской технологии, имеют много интересных моментов, как и голландская крыша. Но стропильная система устраивается немного другим способом. В целом оба варианта крыши представляют собой два яруса, водруженных друг на друга.


Именно таким способом обустраиваются ломаные конструкции в случае предполагаемого размещения мансарды в чердачном пространстве.  Но ломаная крыша обходится в несколько раз дороже, чем полувальма. Это призывает более подробно изучить последний вариант.

Пошаговое строительство крыши по датской технологии

Датская крыша имеет вальму треугольной формы, а примыкающий к ней фронтон выполнен в форме трапеции. На первый взгляд схема крыши имеет сходство с вальмовой конструкцией, но укороченная вальма меньшего размера, а ее углы не имеют совпадений с углами крыши.


Чтобы не совершить ошибок во время строительства полувальмовой крыши своими руками, важно правильно составить проект крыши и рассчитать элементы стропильной системы. При этом не нужно вычислять размер каждого элемента, можно определить параметры самой большой детали. Для остальных деталей допускает применять такие же мерки или немного меньше.

Коньковая часть стропильной системы

Началом строительства стропильной системы полувальмовой крыши, как и других вариантов, является установка мауэрлата. Он выступит в качестве опоры для нижней части основных и диагональных стропилин. При этом точки опор будут располагаться на разной высоте, что объясняется неравнозначной высотой несущих стен и фронтонов.


Первые этапы строительства выглядят следующим образом:

  • Сооружают мауэрлат, конструкция которого отличается от стандартного варианта. Брус нужно укладывать несколькими полосами. Первая укладывается на одной линии с внутренней плоскостью несущих стен. Вторая - по центральной линии внутренней несущей стены. Третья - вровень с внутренней поверхностью фронтонов.
  • Укладывают балки перекрытия. Они должны располагаться под прямым углом к мауэрлату на основных несущих стенах. Если нет возможности использовать цельный брус, лучше всего подбирать элементы, чтобы место стыка располагалось на внутренней несущей стене.
  • Устанавливают опоры для прогона под коньком на несущую стену внутри дома. Крайние опоры устанавливают на расстоянии, равном длине основной крыши. Рядовые стойки равномерно распределяются на этом участке. В этом случае нагрузка будет одинаковой во всех частях крыши. Перед креплением опор нужно обязательно проверить вертикальность их установки, используя для этой цели отвес или строительный уровень. Закрепленные стойки на время усиливают вспомогательными элементами.
  • Установку рядовых стропилин основной части крыши выполняют по наклонной или висячей технологии.

Монтаж вальмовых стропилин своими руками

Диагональные стропильные ноги в мансардной полувальмовой крыше предназначены для соединения края конька и углов фронтона. Их изготовление и установка имеет несколько специфических моментов, которые позволяют проделать достаточно точную работу:

  • Вровень с внешней стороной мауэрлата на фронтоне устанавливают обрезанную доску размером 5*15 см и фиксируют ее одним или двумя гвоздями. Этот элемент позволяет сделать отметку места врубки, не выполняя лишних действий.
  • Параллельно прогону под коньком на три или четыре рядом расположенные стропилины укладывают еще одну доску. Проверяя горизонтальность расположения, этот элемент подтягивают до ранее прибитой доски. Место пересечения этих элементов является точкой, через которую проводят горизонтальную линию запила.
  • Используя доску 5*20 см, изготавливают диагональную стропилину. Для этого заготовку прикладывают к верхней части крайней фермы и к углу обрезанной доски. Для упрощения процесса все действия рекомендуется выполнять с напарником: один придерживает заготовку, другой делает отметку.
  • На внешней стороне доски проводят горизонтальную линию, придерживаясь центральной оси.
  • Определяют величину верхнего запила и переносят ее на нижний край заготовки.
  • Полученное значение откладывается в четырех точках, определяющих объемное изображение стропилины.
  • Заготовку снимают на землю и выполняют необходимые запилы.


Перед тем, как устанавливать диагональные стропильные ноги, необходимо убрать вспомогательную доску с мауэрлата. Готовые элементы устанавливаются на место и прочно закрепляются. Крепление стропилины вверху можно выполнять с помощью гвоздей, а внизу лучше использовать уголки.

Установка стропильных ног полувальмовой двухскатной крыши

Высота диагональной стропилины в месте крепления к мауэрлату должна быть измерена. Аналогичное расстояние отмеряют от вершины конькового бруса и делают отметку. От этой точки до середины фронтона натягивают шнурок, по которому следует ориентироваться в процессе изготовления центральных стропилин.

Центральная нога полувальмы устанавливается следующим образом:

  • Измеряют угол между натянутым шнурком и опорой, это необходимо для точного определения линии верхнего запила.
  • Измеряют угол между диагональными стропилинами, он поможет точно снять грани для более плотной посадки в узел.
  • Берут доску определенной длины и размером 5*15 см, делают запил по значению первого угла и затачивают его до получения углового выступа со вторым значением.
  • Выполняют примерку заготовки. Для этого ее прикладывают к натянутому шнурку сверху и измеряют расстояние от конька до верха заготовки.
  • Полученный результат переносят на нижний край доски. Расстояние откладывают строго по вертикали и проводят горизонтальную линию. Так создается запил врубки в нижней части конструкции.
  • После врубки приходит очередь линии нижнего запила. С помощью рулетки отлаживают ширину карниза и проводят вертикальную линию до пересечения с диагональной стропилиной.
  • Сразу крепить вальмовую ногу не рекомендуется, ее можно использовать для изготовления нарожников.

Нарожники изготовляют по аналогичной методике, но здесь важно учитывать фактические размеры и особенности установки.

Завершение монтажа стропильной системы

Завершив установку всех элементов стропильной системы, включая укороченные стропилины, необходимо выполнить завершающие работы. Они предполагают подготовку стропильной системы к монтажу обрешетки и покрытия полувальмовой кровли выбранным материалом.


Для выполнения завершающих действий нужно сделать следующее:

  • Смонтировать фронтонные кобылки, которые сформируют торцевые свесы. Эти элементы следует закреплять на крайних нарожниках основных скатов и упирать в наклонные элементы фронтона. Кобылки следует располагать на расстоянии около 1 метра друг от друга. Если основная коробка выполнена из бетона или кирпича, необходимо позаботиться о гидроизоляции элементов. Причем достаточно использовать дешевые материалы, такие как рубероид или пергамин, сложенный в несколько слоев.
  • Обшить периметр крыши ветровой доской, применяя материал размером 5*15 см. Крепить элементы начинают на фронтонный и основной свес. Первоначальная длина доски определяется проектом крыши, но в процессе обшивки можно делать корректировку. Ветровые доски, прислоняющиеся к кобылкам, нужно сначала примерить, сделать запил, а потом закрепить.
  • Наращивать диагональные элементы нужно доской соответствующих размеров.


Стропильная система по датской технологии считается законченной. Завершением всех работ станет подшивка карнизов и монтаж обрешетки в соответствии с техническими характеристиками выбранного кровельного материала.

Разобраться в вопросе строительства стропильной системы полувальмовой крыши сложно, но сделать это необходимо для самостоятельного возведения крыши. Тем более, что основные моменты были представлены подробно.



Крыша Дома

Циркулярная пила и другие инструменты, которые нужны для самостоятельной укладки кровли
Самостоятельная укладка кровли из шифера, металлочерепицы или профнастила не обходится без электрифицированного и ручного инструмента. На разных этапах выполнения кровельных работ задействованы разные приборы и приспособления.

Glims - современная надёжная гидроизоляция
Со временем эксплуатационные свойства подземных и заглубленных сооружений ухудшаются, что приводит к аварийным ситуациям на объектах, а иногда и к разрушению целой системы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


Крыша Дома

Циркулярная пила и другие инструменты, которые нужны для самостоятельной укладки кровли
Самостоятельная укладка кровли из шифера, металлочерепицы или профнастила не обходится без электрифицированного и ручного инструмента. На разных этапах выполнения кровельных работ задействованы разные приборы и приспособления.

Glims - современная надёжная гидроизоляция
Со временем эксплуатационные свойства подземных и заглубленных сооружений ухудшаются, что приводит к аварийным ситуациям на объектах, а иногда и к разрушению целой системы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


Полувальмовая крыша – конструкция и монтажа своими руками

При выборе проекта для строительства частного дома своими руками учитывают не только практическую сторону вопроса, но и эстетическую, ведь он станет «лицом» участка. Чаще всего будущие домовладельцы выбирают, как говориться, сердцем, принимая решения в зависимости от того, что они находят привлекательным, а что нет. Возможно поэтому оригинальная, необычная полувальмовая крыша стала настолько популярной.

Содержание статьи

Отвечая на запросы клиентов, архитекторы и дизайнеры создают все больше проектов с полувальмовой крышей, которую еще называют голландской. Имея большой опыт в частном домостроении, они объясняют свой выбор не только ее эстетичностью, но и высокой функциональностью, которую оценят жители регионов с жестким, ветряным климатом. При каких условиях остановить свой выбор на такой конструкции и как проходит процесс ее возведения своими руками читайте в специально подготовленном материале.

Конструктивные особенности

Конструкция полувальмовой крыши не назовешь простой ни в проектировании, ни в монтаже своими руками, так как она является коктейлем положительных качеств простой двухскатной и вальмовой, шатровой кровли. Если говорить о внешнем виде, то по форме фронтонов она напоминает трапецию, которая образовывается за счет вальмовых элементов, отсекающий вершину треугольника. Благодаря своему строению полувальмовая двухскатная крыша имеет ряд преимуществ:

  1. Обтекаемая форма. Благодаря отсутствию острых углов, полувальмовая крыша имеет превосходную сопротивляемость ветровой нагрузке, что существенный плюс в регионах с постоянными сильными ветрами, при строительстве на открытой местности, в горных регионах.
  2. Рациональное использование чердачного пространства. Каркас полувальмовой крыши позволяет оборудовать просторное хозяйственное помещение для сезонного хранения вещей или даже жилую комнату, не уступающую по комфорту первому этажу.
  3. Высокая вариабельность. Изменяя угол наклона скатов, архитекторы создают кровли с уникальным дизайном, адаптированные к условиям практически любого региона нашей страны.
  4. Оригинальный облик. Там, где преобладают в основном треугольные двухскатные, полувальмовая крыша на их фоне выглядит, как новое слово в частном строительстве.

Возможные трудности

Интерес к строительству своими руками полувальмовой крыши весьма похвален, однако вы должны понять, что он под силу лишь профессиональным кровельщикам. Поучаствовать в нем лично, своим руками вы сможете, если будете трудится под руководством опытного мастера, который составит чертеж. При подготовке и монтаже у вас могут возникнуть следующие сложности:

  • Большой расход строительных материалов. Из-за сложной геометрии скатов, утяжеленных вальмовыми элементами, потребуется больше кровельного материала и дерева для стропильной системы, что отразится на стоимости работ.
  • Высокий уровень сложности работ. Множество дополнительных опорных элементов конструкции, ребер, эндов делают монтаж затруднительным для низкоквалифицированных работников. А значит, сэкономить на найме профессиональной бригады не удастся. Для начала работ потребуются расчеты и чертежи.
  • Большой вес. Сложный каркас кровли, включающая в себя массивную стропильную систему и большую площадь кровельного материала требует усиленного фундамента, способного выдержать такие нагрузки.

Тем не менее, заверяем, что полученная информация о полувальмовой двухскатной кровли будет полезной. После прочтения этой статьи вы без труда «прочитаете» чертежи, узнаете, как должен происходить процесс монтажа и сможете щегольнуть перед мастерами знанием терминов.

Стропильная система полувальмовой крыши

Как уже упоминалось, стропильная система кровли с вальмами сложна для сборки своими руками, она включает в себя как элементы, имеющиеся в двухскатной крыше, так и новые. Ее характеризует следующая схема:

  • Мауэрлат. Это опорный брус квадратного сечения, выполняющий функции основания для скатов крыши. Он распределяет вес крыши по верхней поверхности несущей стены и передает его фундаменту. В отличии от двухскатной кровли, в вальмовой мауэрлат устанавливают не на две перегородки, а на четыре. Им также оснащают окончания фронтонов, несущие нагрузку от вальмовых элементов.
  • Стойки. Вертикальные опоры из бруса, поддерживающие стропильные ноги или конек, ликвидирующие их прогиб под собственным весом. Стойки устанавливают на лежень или затяжку в зависимости от вида стропильной системы.
  • Лежень. Это по сути тот же мауэрлат, установленный на внутреннюю несущую стену. На него устанавливают стоки и подкосы.
  • Коньковый прогон. Брус, на котором соединяются рядовые стропильные ноги, высшая точка, пик крыши.
  • Накосные стропила. Диагональная стропильная нога, которая отходят от конька к углу постройки. Они длиннее, чем рядовые и должны выдерживать большую нагрузку, так как на них опираются нарожники. Поэтому для их изготовления увеличивают вдвое сечение бруса или скрепляют две доски, используемые для рядового стропила.
  • Рядовые стропила. Стропила из досок 100х150 мм, одной стороной опирающиеся на коньковый прогон, а другой на мауэрлат, уложенный на внешние несущие стены. Они устанавливаются в ряд с шагом 60-120 см, в зависимости от ширины утеплителя, и выглядят в точности также как у двухскатной треугольной кровли.
  • Полуноги. Укороченные стропила, верхней частью прикрепленные к диагональным, а нижней – к мауэрлату.
  • Кобылки. Конструкция из досок меньшего, чем стропильные ноги сечения, которые служат для их формирования свеса крыши и карниза, защищающего стены от осадков и ветра.

Виды стропильных систем

В зависимости от планировки будущего строения, стропильная система может значительно отличаться. Различают два типа:

  • Висячая. Такая система подразумевает отсутствие внутри каркаса дома несущих перегородок, которые можно использовать в качестве опоры. Поэтому стропила опираются только на коньковый прогон и мауэрлат, как бы провисая между ними. Так как длинные, массивные ноги полувальмовой кровли существенно распирают стены дома, в стропильную систему вводятся многочисленные дополнительные элементы: затяжки, ригели, подкосы, бабки.

  • Наслонная. Используется, если внутри постройки располагается несущая стена (одна или несколько), и ее можно использовать в качестве дополнительной опоры для стропил. Распирающая нагрузка на стропильный каркас значительно ниже, чем у висячей. Поэтому утяжеляющие элементы не требуются. Даже при минимальном наборе опорных элементов, система будет стабильна и устойчива.

Кровельные мастера советуют использовать наслонный тип стропильной системы для сборки своими руками, если это возможно. Так конструкция кровли выходит более устойчивой к внешним нагрузкам, остается больше места для обустройства чердака.

Последовательность монтажа

Строительство полувальмовой крыши – сложный, кропотливый процесс, который можно доверить лишь профессионалам. Они монтируют кровлю в следующие последовательности:

  1. Настилают мауэрлат на внешние и фронтонные стены, на которые будут опираться стропила, укладывают лежень на внутреннюю несущую перегородку. Если речь идет о деревянном доме, то закрепляют мауэрлат и лежень металлическими скобами, анкерными болтами. Если же дом строят из кирпича или бетона, то по верхнему краю стен сооружают стяжку – бетонный армированный пояс, в который вмуровывают шпильки. В качестве гидроизоляции между опорным брусом и стеной прокладывают рубероид в несколько слоев. Расстояние между шпильками рассчитывают таким образом, чтобы они не совпадали с местами крепления стропильных ног, а располагались между ними. Обратите внимание, что важно не переусердствовать с количеством отверстий в мауэрлате, ведь каждое из них снижает его прочность.
  2. На лежень внутренней несущей стены устанавливают вертикальные стойки, соединяют их сверху коньковым прогоном. Главный критерий качества монтажа – строгое соблюдение вертикальности. Угол между каждой стойкой и лежнем вымеряют по нескольку раз, для фиксации используют временные подпорки.

  3. Устанавливают рядовые стропильные ноги, соблюдая шаг 60 или 120 см. Длину стропил берут с учетом двух свесов, которые должны быть не менее 40-50 см.

  4. Монтируют диагональные накосные стропильные ноги: в верхней части их прибивают на гвозди, а в нижней фиксируют на металлические уголки.

  5. Настилают нарожники, делая в их нижней части выпил под мауэрлат. Их длина также должна включать в себя запас для свеса. К накосным стропилам прикрепляют стропильные полуноги.

  6. Устанавливают карнизные кобылки, ветровые доски, крепления под сливной желоб. Делают гидроизоляцию, обрешетку, которую предусматривает схема настила выбранного кровельного материала.

  7. Раскраивают и настилают кровельный материал с нахлестом 10-15 см между листами или полосами. Доделывают систему водостока.

После завершения наружных работ, переходят к внутренним. Для того. Чтобы мансардное помещение использовать как жилое, полувальмовая кровля должна быть утеплена, ее каркас обшит декоративным материалом. Когда работа закончена, нужно будет лишь регулярно осматривать кровлю, контролировать ее состояние, проводить профилактический ремонт своими руками.

Видео-инструкция

Стропильная система полувальмовой крыши: схема, устройство, монтаж

Стропильная система – это, можно сказать, самая важная составляющая крыши. Именно эта система является каркасом для всех других элементов. В любой стропильной системе есть основные компоненты. Они присутствуют в любой подобной конструкции. Но вот сама схема расположения стропил, подкосов и других элементов может быть разная. Тут все зависит от типа крыши. А какая стропильная система полувальмовой крыши? Какие у нее особенности и как ее возвести? Об этом и пойдет речь в статье.

Разновидности

Стропильная система полувальмовой крыши – это довольно сложная конструкция. Построить ее своими руками, без помощи профессионалов, может и не получиться. Но прежде чем приступить к изучению нюансов ее возведения, следует разобраться с самим типом крыши. Полувальмовая конструкция может быть выполнена в двух вида, а именно:

  1. Голландский вариант. Здесь полувальмовая крыша имеет два ската. При этом в нижней части торцов идет большой фронтон трапециевидной формы. Сверху он венчается вальмой в виде треугольника.
  2. Полувальмовая датская крыша имеет другую конструкцию. Здесь вертикальный фронтон расположен сверху. Далее идет большой скат или вальма. В этом случае она имеет трапециевидную форму.

Существуют и другие типы полувальмовых крыш. Их конструкции могут сочетать голландский и датский стиль. Но в любом случае проектирование и монтаж стропильной системы полувальмовой крыши – это довольно сложная работа.

Плюсы и минусы

Полувальмовая крыша используется не так часто. В первую очередь это обуславливается довольно сложной в исполнении стропильной системой. Чаще всего возведение такой конструкции доверяют профессиональным строителям. Если у вас нет должного опыта в столярных работах, то лучше не выбирать для своего дома полувальмовую крышу.

Кроме того, существенно возрастают финансовые затраты. Стропил и других элементов понадобиться больше. К тому же они имеют разные размеры. Все это значительно удорожает проект.

Но у полувальмовой крыши есть и свои преимущества. К таковым специалисты относят следующее:

  • во-первых, под такой кровлей можно разместить жилое помещение. Место на мансардном этаже будет много;
  • во-вторых, внешний вид полувальмовой крыши очень привлекательный. Такая конструкция станет настоящим украшением вашего дома;
  • также такая крыша является хорошей защитой от осадков. В независимости от угла наклона ската снег на них, как правило, практически не скапливается. А это значит, что эксплуатация кровли не потребует от вас больших усилий;
  • еще одно преимущество – это теплосбережение. Полувальм не дает холоду проникнуть внутрь, что поможет уменьшить расходы на отопление мансардного этажа;
  • полувальмовая крыша может противостоять даже очень сильному ветру. Конечно, тут многое будет зависеть от качества используемых при строительстве материалов, верности расчетов и правильности возведения стропильной системы.

Поэтому, если имеется опыт в столярных работах, и вы уверены что справитесь со сложным устройством стропильной системы, то такой вариант крыши вполне вам подойдет.

Подготовительный этап

Любое дело, особенно если оно касается строительства, должно начинаться с планирования. Прежде всего, следует составить схему. Стропильная система полувальмовой крыши имеет достаточно сложное устройство. Но при этом составление ее схемы не сильно отличается от той же работы при возведении других типов кровли.

Прежде всего, следует сделать расчеты. Вам нужно определиться со следующими параметрами:

  1. Угол наклона скатов и вальм. От этого будет зависеть, сколько снега скопится на крыше. Также угол наклона определяет свободное пространство под кровлей.
  2. Какие нагрузки должны выдержать стропила полувальмовой крыши. От этого параметра будет зависеть сечение используемых материалов. Также в зависимости от нагрузок определяется шаг установки стропил.
  3. Также предварительно высчитываются и другие параметры. Например, высота установки конька. От этого параметра будет зависеть высота всей крыши. Чем он больше, тем больше свободного пространства будет на мансардном этаже. Но при этом, высокая крыша будет подвержена большим ветровым нагрузкам.

При расчете угла наклона ската, также важно учитывать каким кровельным материалом будет покрыта ваша полувальмовая крыша. Каждый производитель указывает свои оптимальные параметры, при соблюдении которых их продукция будет работать наиболее эффективно.

Рассчитывая нагрузки, в первую очередь учитывают величину снежного покрова. Кроме того, следует принять во внимание и воздействие ветра. Этот тип нагрузки зависит не только от погодных условий в вашем регионе, но и от угла наклона ската полувальмовой крыши, также следует учитывать и вес всех материалов, которые будут использоваться при строительстве.

После всех предварительных вычислений составляется чертеж стропильной системы полувальмовой крыши. В нем указывается расположение всех элементов конструкции, лучше чтобы он был более точным и подробным. В этом случае сам монтаж стропильной системы полувальмовой крыши пройдет легче и без ошибок.

Эта работа требует знаний множества нюансов. Поэтому чаще всего ее доверяют профессионалам. Но если вы хотите выполнить все самостоятельно, то можно воспользоваться специальными программами или он-лайн калькуляторами, также советуем прочитать: расчет стропильной системы.

Нюансы возведения голландского варианта

Устройство стропильной системы полувальмовой крыши, как уже говорилось ранее, довольно сложно. Поэтому, приступая к возведению, следует вначале познакомится со всеми нюансами предстоящей работы. Если вы решили использовать полувальмовую крышу по голландскому типу, то монтаж стропильной системы проводится следующим образом:

  • первым делом проводится установка мауэрлата. Именно этот элемент будет равномерно распределять нагрузки от крыши на стены;
  • далее, проводится монтаж конькового прогона. Именно к нему будут крепиться верхние концы стропил. Его крепят на стойки. При этом коньковый прогон должен располагаться строго по центральной диагонали дома, между скатами;
  • в полувальмовой крыше используются стропила разной длины. При этом они носят разное название. В подобной системе используются накосные или диагональные, рядовые и другие виды стропил. Каждой из них предназначено свое определенное место;
  • накосные или диагональные стропила крепятся к мауэрлату фронтона и к торцу конькового прогона. Они должны быть достаточно крепкими, чтобы выдержать вес остальных элементов конструкции. К накосным стропилам крепятся нарожные;
  • стропильная система боковых скатов достаточно проста. Она аналогична обычной двухскатной крыши. Здесь рядовые стропила закрепляются снизу к мауэрлату, а сверху к коньковому прогону.

Если речь идет о датском варианте полувальмовой крыши, то больших отличий в монтаже стропильной системы нет. Но есть и свои нюансы. В датском варианте стропильные ноги скатов в форме трапеции не подходят к коньковому бруску. Здесь они будут упираться верхней частью в брусок-прибоину. Этот элемент является основанием вертикального фронтона. Он фиксируется к стропилам боковых скатов крыши.

При строительстве стропильной системы полувальмовой крыши нужно использовать только качественные материалы. Лучше всего для этих целей подходит сосна. Кроме основных элементов конструкции в виде стропил, сюда же включаются и дополнительные элементы. В обязательном порядке используются подкосы. Они необходимы чтобы укреплять длинные стропила. Также могут применяться ригели, шпренгели и другие элементы.

Шаг или расстояние между стропилами выбирают в зависимости от нагрузки, которая будет воздействовать на всю систему. Как правило, этот параметр лежит в пределах от пятидесяти до ста сантиметров.

Делая монтаж стропил о других элементах важно не забыть про утеплитель и гидроизоляцию. Как правило, полувальмовую крышу применяют в тех случаях, если владелец дома хочет сделать вместо чердака мансардный этаж. В этом случае без утепления кровли и дополнительной паро- и гидроизоляции обойтись нельзя.

Видео по теме:

Какой материал для кровли лучше использовать

Полувальмовая крыша достаточно сложная конструкция. Чтобы она прослужила долго, следует правильно подобрать материал для кровли. Он должен отвечать следующим требованиям:

  1. Во-первых, быть легким.
  2. Во-вторых, прочным.

При возведении стропильной системы полувальмовой крыши используются множество мест крепления элементов друг к другу. Кроме того, некоторые стропила упираются в другие. Поэтому лучше использовать кровельный материал с небольшим весом. Это нужно для того, чтобы снизить нагрузку.

Самым оптимальным вариантом можно считать профлист или металлочерепицу. У этих материалов высокая прочность и срок службы. Плюс к этому они мало весят. Керамическая черепица вряд ли подойдет. В основном из-за своей большой массы и сложности укладки, читайте подробнее: монтаж металлочерепицы, как покрыть крышу профнастилом своими руками.

При расчете количества материалов для полувальмовой крыши, стоит учитывать к какому типу она относиться. Голландская разновидность будет иметь меньше сгибов. Это значит, что обрезков кровельного материалы будет меньше.

Также для полувальмовой крыши можно использовать мягкую кровлю. Многие применяют ондулин или еврошифер. Такой материал стоит недорого, служит долго, легко монтируется и смотрится привлекательно. Но тут стоит быть внимательными. Для мягкой кровли требуется сплошная обрешетка. А это обстоятельство будет способствовать увеличению нагрузок на стропильную систему, что очень нежелательно.

Посмотрите еще статьи:

Как построить полувальмовую крышу - строительство полувальмы + фото

Полувальмовые крыши очень удобны при использовании чердака, как жилого помещения. Такая крыша – это скатная конструкция со свесами, сделанными по торцам. Благодаря этому своеобразию, полувальмовая, или голландская, крыша в состоянии выдержать большую ветровую нагрузку. Свесы дополнительно защищают от осадков фронтоны постройки. Чтобы разобраться, как построить полувальмовую крышу, нужно различать ее вариации:

  • двускатный тип полувальмовой крыши;
  • четырехскатный тип полувальмовой крыши.
Разновидности полувальмовых крыш

При этом конструкция может претерпевать некоторые индивидуальные изменения, которые зависят от типа кровли, наличия или отсутствия жилой зоны в чердачном пространстве, климата местности. Для районов со снежными суровыми зимами такие крыши стараются делать с не очень большими свесами и скатами с большой крутизной.

Достоинства полувальмового типа крыши

Четырехскатная полувальмовая крыша

Помимо возможности получить большое и практичное пространство на чердаке и оборудовать его под удобное жилое помещение, а также защиты фронтонов от последствий непогоды, среди преимуществ данной крыши – ее красота, эффектность и возможность воплотить разнообразные варианты.

Обратите внимание! Такая крыша отличается повышенной прочностью конструкции. Она очень хорошо подойдет для местностей с экстремальными условиями климата, обладает также стойкостью к вибрациям.

Недостатки полувальмовой (голландской) крыши

Стропила полувальмы

Среди недостатков возведения голландской крыши:

  • сложность построения системы стропил;
  • большой расход кровельного материала и древесины;
  • сложность очистки и ремонта.

Возвести такую крышу самостоятельно, без помощи специалистов, очень трудно. В стропильной системе присутствует множество элементов, что усложняет постройку.

Возведение голландской крыши

Конструкция полувальмы состоит из многих элементов, исключить хоть один из которых просто нельзя, так как у каждого имеется свое предназначение. Основой выступает мауэрлат и сложная система стропил. Если стены здания возведены из кирпича, хорошо устроить поверху железобетонный армированный пояс с выступающими между будущими стропилами оцинкованными шпильками диаметром от 10 мм и шагом 1,2 м, и насадить брус мауэрлата на него поверх пары слоев рубероида. Для мауэрлата в основном используют брус с сечением 150×150 мм. Далее с помощью врубки и использования железных скоб устраивают конек, к которому крепят накосные и диагональные стропила (или нарожники).

Стропильная система полувальмовой крыши

Очень важно произвести правильные замеры и рассчитать требуемые длины стропил. Лучше всего приготовить стропила длиннее на 50 см от расчетных данных, чтобы избежать неприятностей во время работы.

Обратите внимание! Из усиленной двойной доски делают стропильные полуноги, опирающиеся на нарожники. Спаривание досок помогает достичь требуемой повышенной несущей способности крыши.

Когда с мауэрлатом и коньком прочно скрепили накосные стропила, производят установку рядовых. При этом учитывают ширину утеплительного материала, по которому рассчитывается шаг рядовых стропил. Чтобы обеспечить упор стропил в основание, со стороны торцов делают вырезки, по бокам их можно металлическими уголками прикрепить к мауэрлату. Если пролеты получаются большие, используют усиление с помощью подкосов с упорами. С помощью шпренгельной фермы можно укрепить диагональные стропила.

Если плита, перекрывающая дом, железобетонная – стойки с упорами без проблем можно упереть в нее. В другом случае на баки перекрытия необходимо поставить дополнительные затяжки.

Все деревянные элементы конструкции перед началом монтажа следует обработать специальными растворами для предохранения от гниения и влияния огня.

Завершение постройки полувальмы

Кровельный пирог полувальмовой крыши

Окончание устройства голландской крыши, как и любой другой, включает в себя укладку обрешетки, пароизоляционного материала, а также утеплителя, гидроизоляционной пленки и непосредственно самой кровли. Необходимо свободное пространство под коньком для циркуляции воздуха и вентиляции.

Обратите внимание! Пароизоляционную пленку лучше использовать с фольгированной стороной, которая защитит от влаги теплоизоляционный слой.

Утеплителем могут послужить пенополистирольные плиты, стекловолокно или базальтовые плиты. Поверх них для защиты от влаги и конденсата настилают конденсатную пленку либо диффузионную мембрану. В качестве гидроизоляции до сих пор используют также и рубероид, но так как его свойства недолговечны, лучше от него отказаться в пользу более современных материалов.

Далее из деревянных реек выполняют контробрешетку для закрепления гидроизоляции и устройства зазора для вентиляции. Поверх контробрешетки делают основную обрешетку, по которой производят закрепление кровельного материала.

Фото

Ставим мауэрлат Установка конькового бруса Установка стропил Определение размеров фронтона Примерка углового стропила Примерка угловых стропил Верхний запил Нижний запил Подгонка углового стропила Скрепление стропил Разметка углового стропила Подгонка по коньку Угол верхнего запила стропила полувальмы Определение угла запила Снимаем необходимые размеры Разметка нижнего запила полувальмы Стропила полувальмы Делаем нарожники скатов Кобылки Установка ветровых досок Удлинение угловых стропил

Стропильная система полувальмовой крыши: схемы, инструкции, советы

Полувальмовые крыши – один из наиболее интересных вариантов, заимствованный в североевропейской архитектуре. Их обтекаемая форма чрезвычайно адаптирована к порывистым ветрам. Укороченные треугольные скаты позволяют ощутимо раздвинуть границы полезного чердачного пространства, не водружая на стены массивную кровельную конструкцию.

Смотрятся стильно на зданиях любой этажности и назначения. Единственный недостаток заключен в непростой технологии строительства. Однако те, кто знает, как сооружается стропильная система полувальмовой крыши, справятся с работой без особых проблем.

Полувальмовое «семейство» нельзя безоговорочно отнести к четырехскатному классу. Причем технология строительства крыш конвертом явно служила материнской базой для разработки. Скорее это содружество конструкций с двумя и четырьмя скатами, возведение которых предопределяет использование обеих методов сооружения.

От четырехскатных родителей полувальмовая категория отличается тем, что характерный треугольный элемент шатровых крыш укорочен. К нему примыкает часть вертикального фронтона каменного дома или аналогичного щипца деревянного строения. Укороченная вальма, естественно, расположена под углом к указанным фронтонным стенкам. Угол между ними может быть выпуклым или вогнутым, а половинчатая вальма расположена сверху или снизу.

По форме и местоположению конструктивных составляющих полувальмовые крыши делятся на две главенствующие разновидности:

  • Голландская. Крыша с трапециевидной полувальмой, занимающей нижнюю часть фронтонного ската. Трапеция верхним основанием примыкает к вертикальному треугольнику, вместе с которым они формируют чаще всего вогнутый угол, реже выпуклый. Треугольник может быть сплошным или оснащенным слуховым окном.
  • Датская. Крыша с треугольной полувальмой, занимающей верхнюю часть торцевого сегмента. Треугольник основанием опирается на вертикальный трапециевидный фронтон, вместе они создают выпуклый угол. Датский вариант очень напоминает обычную вальмовую крышу, только торцевые скаты у нее короче.

На основе двух базовых разновидностей разработано множество вариаций с полувальмовой тематикой. В их числе не только конструкции, различающиеся по высоте, размеру скатов, углу наклона, форме элементов. Есть четырехскатные крыши, все стороны которых построены по датскому или голландскому принципу, есть строения, имеющие укороченную вальму только с одной торцевой или с одной боковой стороны.

Во всех конструктивных комбинациях часть стропильных ног монтируется по правилам устройства каркасов для двускатных крыш, т.е. висячим или наслонным способом. Висячие стропилины устанавливаются, если у обустраиваемой коробки нет внутренней несущей стены или не находится возможность установить опоры для конькового прогона. Наслонная методика напротив реализуется тогда, когда для верхних пяток стропильных ног двускатного сегмента крыши существует или может быть устроена надежная опора. Нижними пятками обоих типов стропил положено опираться на мауэрлат, на заменяющий его верхний венец сруба или на балки перекрытия.

Независимо от количества проектных версий, строительство стропильной системы базируется на одном из основных полувальмовых методов или на их совокупном использовании. Разобравшись с ними, можно понять, как датскую или голландскую технологию применить в обустройстве собственного дома и как обычную скатную часть крыши совместить с укороченными вальмами.

Строительство конструкции с трапециевидной короткой вальмой и треугольным фронтоном над ней немногим отличается от сооружения традиционного четырехскатного вида. Правда в плане схема стропильной системы полувальмовой крыши голландского типа не напоминает запечатанный почтовый конверт. Похожа она скорее на разделенный надвое прямоугольник с трапециями по краям торцевых сторон. Правда, до этапа сооружения коротких скатов все работы ведутся аналогично.

Процесс сооружения базового варианта

Сначала производится монтаж опор под укладку конькового прогона. Вместо отдельных опорных стоек может использоваться рама, верхняя сторона которой будет служить прогоном для будущей крыши. Затем устанавливают рядовые стропильные ноги. Технологические различия начинаются при установке диагональных ног и нарожников голландской полувальмы. Они ведь обязаны сформировать плоскость укороченного пятиугольного ската, а не полноценной треугольной вальмы, как в стандартных четырехскатных крышах.

Цель достигается путем установки горизонтальной перемычки-прибоины, к углам которой врубкой присоединяются диагональные стропилины. Часть нарожников, расположенных по центру будущего ската, фиксируются верхом к прибоине гвоздями или уголками. Остальные нарожники монтируются обычным методом: к диагональной стропилине верхом, к мауэрлату или балке перекрытия низом.

Чтобы обеспечить жесткость в зоне полувальмы, участки присоединения перемычки к рядовым стропилам усиливают подкосами. Крайние стропильные фермы с обеих сторон делают двойными. Места фиксации перемычки к стойке и к стропилинам дополнительно укрепляют коротышами – прибитыми снизу отрезками доски. Они предотвратят деформацию конструкции при превышении нагрузки.

Возвышающуюся над укороченной вальмой треугольную часть фронтона обшивают доской или листовым материалом. Однако разумные хозяева устраивают в вертикальном треугольнике небольшие окна для поступления естественного освещения и обеспечения вентиляции.

С распространенными типами голландских крыш полувальмовой разновидности и формами стропильных систем ознакомит фото подборка:

Микс Голландии с Данией

Как водится, базовая голландская версия стала почвой для разработки массы модификаций. Согласно одной из них место фронтонного треугольника занимает полувальма аналогичной конфигурации. С пятиугольным укороченным скатом она формирует выпуклый, а не вогнутый угол. Стоит отметить, что и вогнутые углы имеют место в ряде архитектурных решений. В плане схема похожа на привычный конверт, но проекция вальмовых составляющих отличается.

Разница есть в алгоритме строительства. На этапах сооружения двускатной части крыши работы выполняются так, как диктует наслонная или висячая технология. Затем, чтобы создать характерный излом, первым делом перед крайней рядовой стропильной фермой монтируется ее укороченный аналог, а уже к его углам присоединяются диагонали. Дальше все производится по вышеизложенному плану и по чертежам голландской стропильной системы для полувальмовой крыши. Только верхний вальмовый треугольник сооружается по датской методе.

Датская разновидность не менее интересна, чем ее голландская «подруга», но во главе устройства стропильной системы заложен несколько иной способ. По сути, оба типа крыш можно организовать из двух водруженных друг на дружку ярусов. Так возводится ломаная крыша, что вполне подходит, если в чердачном пространстве предстоит расположить мансарду. Однако ломаный метод ощутимо дороже и хлопотнее, чем полувальмовый, с которым стоит ознакомиться с должным вниманием.

Строительство датской крыши по шагам

Уже выяснили, что у короткой датской вальмы треугольная форма, а у смежного с ней фронтона трапециевидная. В плане крыша очень похожа вальмовую конструкцию, но укороченные вальмы намного меньше и их углы не совпадают с углами крыши.

Перед строительством крайне желательно обзавестись достойным проектом и сделать расчеты элементов стропильного каркаса. Маяться с вычислениями размеров каждого элемента слишком муторно. По уверениям опытных кровельщиков, достаточно рассчитать самую длинную деталь системы. Прочим элементам разрешено быть равнозначного или несколько меньшего сечения.

Устройство коньковой части каркаса

Сооружение полувальмового каркаса начинается по общим для всех крыш правилам с установки мауэрлата. На него предстоит опереть нижние пятки рядовых и вальмовых стропильных ног. Следует учесть, что опирание будет производиться на разных уровнях, т.к. верхние плоскости несущих стен и фронтонов находятся на неравнозначной высоте.

Строительство первой очереди стропильной системы производится в четыре этапа:

  • Сооружение мауэрлата. В описываемом примере он не будет схож с традиционной деревянной рамой. Брус для устройства мауэрлата укладывается отдельными полосами: 1 — заподлицо с внутренней поверхностью наружных стен, 2- по центру внутренней несущей стены и 3 — заподлицо с внутренней плоскостью фронтонных стенок.
  • Укладка балок перекрытия. Выполняется она перпендикулярно брусьям мауэрлата основных несущих стен. При необходимости состыковки двух брусьев слабое место соединения нужно располагать над несущей внутренней стеной.
  • Установка опор для конькового прогона на внутреннюю стену. Крайние опорные стойки определяют длину основной части крыши. Расстояние между рядовыми стойками должно быть равным, чтобы нагрузка от крыши распределялась равномерно. Перед креплением вертикальность опор проверяется отвесом или более серьезным лазерным инструментом. После крепления положение стоек временно дополняется вспомогательными укосинами.
  • Установка рядовых стропильных ног основной части скатов, для осуществления чего применяется традиционная наслонная и висячая технология.

Изображения балок перекрытия нет на приведенных в пример рисунках, потому что оно помешало бы уловить принцип процесса. В реальности перекрытие непременно должно быть.

Установка диагональных стропилин

Диагональные стропила датской крыши соединяют край конька с углами фронтонов. Для их изготовления и установки проводится ряд специфических действий, позволяющих выполнять работу с достаточной точностью:

  • Заподлицо с внешней плоскостью фронтонного мауэрлата устанавливается обрезок доски размерами 50×150мм. Его следует временно наживить парой гвоздей, чтобы не сдвинуть и не уронить во время последующей примерки. Обрезок нужен, чтобы одним махом без лишних манипуляций во время примерки отметить положение врубки.
  • Доска произвольных размеров укладывается на 3-4 рядовые стропилины так, чтобы она была четко параллельна коньковому прогону. Горизонтальность своеобразного ориентира контролируется замерами рулеткой или лазерным уровнемером. Далее надо подтянуть доску до предварительно прибитого отрезка. Пересечение доски и отрезка укажет точку, по которой проводится горизонтальная линия предстоящего запила.
  • Из доски 50×200мм изготавливается диагональный элемент стропильной системы. По традиции сначала производится примерка. Доску следует приложить к вершине крайней стропильной фермы и к углу обрезка. Работать лучше вдвоем: один держит заготовку, второй размечает.
  • На внешней, т.е. развернутой к полувальме, стороне заготовки прочерчивается горизонтальная линия четко вдоль центральной оси.
  • С учетом того, что к изготавливаемой стропилине будет плотно примыкать зеркальный ей элемент, с внутренней стороны отмечается линия запила в плоскости. Можно, конечно, не учитывать сразу плоскостной запил, а скорректировать обе диагональные заготовки потом по факту. Как удобнее, мастеру решать на месте.
  • Замеряется величина верхнего запила. Нужна она, чтобы отложить его внизу замеренное расстояние для точного вычерчивания нижнего узла. В примере оно равно 26см.
  • Полученные путем измерений 26 см откладываются вверх от фронтонного мауэрлата в четырех точках, повторяющих воображаемый 3D контур стропильной доски.
  • На твердой почве выполняются все отмеченные запилы – диагональная нога готова. Если особых огрехов в строительстве коробки и укладке мауэрлата не было, можно сразу сделать вторую стропилину этой же полувальмы.

Перед установкой диагональных стропилин фронтонный мауэрлат освобождается от вспомогательного обрезка доски. Готовые стропильные ноги перемещаются на положенное им место и надежно фиксируются. Для крепления верней пятки подойдут гвозди, внизу лучше использовать уголки.

Изготовление и монтаж вальмовых ног

Нижняя пятка диагональной стропильной ноги возвышается над мауэрлатом на расстояние, требующее обязательного измерения. Полученный результат следует отложить от вершины конька и отметить. Из найденной таким путем точки к середине фронтона протягивается шнурка. Она будет служить ориентиром при изготовлении и монтаже центральных вальмовых стропилин.

Для того чтобы установить центральную ногу полувальмы надо:

  • Измерить малкой — строительным угломером угол β, находящийся между шнуркой и опорной стойкой. Он поможет с точностью отчертить линию верхнего запила.
  • Измерить угол φ между диагональными элементами. Он нужен, чтобы сточить на верхней пятки две грани в виде фаски для плотного вхождения в узел.
  • Доска подходящей длины сечением 50×150мм сначала запиливается под углом β, затем запил подтачивается с обеих сторон так, чтобы в торце получился угловой выступ со значением φ.
  • Заготовку снова надо примерить. Ее устанавливают прямо поверх натянутой шнурки, чтобы замерить величину возвышения заготовки над коньковым узлом.
  • Результат переносится вниз для определения глубины нижней врубки. В приведенном примере это 6см. Их откладывают строго по вертикали, от полученной точки проводят горизонталь. Линии для запила врубки нижнего узла готовы.
  • Сразу вслед за разметкой врубки отмечается линия нижнего запила. Для этого надо рулеткой отложить ширину карниза и от воображаемой точки провести вертикаль, пересекающую заготовку вальмовой стропилины.
  • После выполнения всех намеченных запилов вальмовая нога не крепится сразу, а используется в качестве шаблона для производства нарожников.

Нарожники для заполнения вальмовых скатов делают, не отступая от изученной методики, но с учетом реальных размеров и специфики установки. Верхний запил подтачивают только с одной стороны на угол, равный φ/2. С нижним узлом все просто – все линии при правильном раскладе должны быть симметричны. По завершению обработки заготовок все вальмовые элементы устанавливаются и крепятся подобно рядовым собратьям.

Аналогичные действия проводятся при изготовлении и установке нарожников основных скатов. Для формирования нижних запилов используется один из вальмовых элементов. Для верхнего запила сперва отчерчивается линия под углом β, потом ее подтачивают с требующейся стороны под углом, полученным посредством вычислений по формуле 90º- φ/2.

Завершающие этапы сооружения

После установки полного набора полноценных стропильных ног и укороченных их собратьев необходимо провести завершающие этапы, чтобы подготовить стропильную систему к сооружению обрешетки и укладке покрытия.

В числе этапов подготовки:

  • Монтаж фронтонных кобылок, формирующих торцевой свес. Их крепят оцинкованными металлическими уголками к крайним нарожникам основных скатов, опирают врубками на наклонные сектора укороченного фронтона. Шаг установки кобылок приблизительно 1м. Между кирпичной или бетонной стеной и деревянными элементами обязана быть гидроизоляционная прокладка. Нет оснований применять дорогостоящий полимерный или битумно-полимерный материал. Под кобылки можно положить куски рубероида или несколько слоев пергамина.
  • Установка ветровой доски по периметру крыши. Начинают работу с крепления доски 50×150мм к фронтонным и основным свесам. Длину доски для оформления фронтонных карнизов определяют по проекту, корректируют по факту. Рулеткой или шнуркой от диагональной стропильной ноги нужно провести прямую линию к ветровой доске фронтона. Потом надо сверить будущее положение диагональной стропилины по отношению к углу ветровой обшивки с показаниями проекта. Расположенные под углом ветровые доски, прилегающие к кобылкам, сначала примеряются и запиливаются, потом крепятся.
  • Наращивание диагональных элементов производится равнозначной по размерам доской. Сращивают банально отрезки отрезком дюймовки.

Стропильный каркас датского типа готов. Остается подшить карнизы и соорудить обрешетку согласно техническим особенностям укладываемого на крышу покрытия.

Принцип строительства стропильных систем для крыш с укороченными вальмами непрост, но понятен. Сложность заключается только в устройстве торцовых частей, а правила и специфику их сооружения мы описали максимально подробно. Теперь надо полученную информацию применить на практике: самому поупражняться в строительстве или проконтролировать нанятую бригаду.

Конструкция полушатровой крыши - Myrooff.com

Половальмовая крыша также известна как крыша с откидной крышей или подрезанный фронтон. Это вариант вальмовой крыши с небольшой модификацией в верхней части фронтона.

В шатровой крыше все стороны крыши имеют пологий уклон в сторону стен. По сути, это означает, что у дома нет фронтонов или вертикальных сторон, как это обычно наблюдается в других типах крыш.

Эти виды крыш могут быть спроектированы для домов с прямоугольными планами, которые имеют четыре стороны.В большинстве случаев уклон крыш будет одинаковым, что сделает ее асимметричной в самом центре.

Также важно отметить, что уровни облицовки на полувальмовых крышах обычно одинаковы, так что желоб можно легко закрепить по всему дому. Также часто можно увидеть фотографии, на которых изображены полувальмовые крыши со скошенными сторонами слухового окна.

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОЛУШАРКОВ

Из-за технических особенностей, связанных с их строительством, вальмовые крыши, в том числе полушатровые, обычно труднее построить по сравнению с обычными двускатными крышами.

Для устойчивости и общей эстетики всего здания полувальмовые крыши требуют множества сложных систем ферм или стропил для успешного строительства полувальмовых крыш.

Это факт, что построить такую ​​крышу действительно сложно, но небольшое утешение исходит из того, что построить стены, которые будут нести крышу, относительно легко.

Это просто потому, что стена, несущая половину вальмовой крыши, построена на одном уровне, поэтому здесь очень мало проблем или сложностей.

Конструкция полувальмовых крыш может принимать различные формы и формы в зависимости от архитектурного дизайна рассматриваемого сооружения, а также от общего вида здания по желанию владельца.

Большинство процессов строительства наполовину вальмовой крыши обычно имеют треугольную поверхность, наклонную поверхность, шатровые стропила, а также уклон крыши.

Треугольные грани будут ограничены бедрами. С другой стороны, бедра или стропила будут опираться на внешние углы конструкции, которые затем поднимут их до гребня.

Допустим, у здания есть внутренние углы, скошенные грани будут соединены специальной впадиной. Полувальмовые крыши обладают уникальным преимуществом, так как придают конструкциям компактный и прочный вид.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПОЛУШАРКОВЫХ КРЫШ

Прежде чем рассматривать различные планы полувальмовых крыш для ваших конструкций, важно, чтобы вы знали о конкретных плюсах и минусах такой крыши.

По сути, вы должны понимать, что эта крыша может подходить не для всех типов конструкций.Хотя его можно сделать так, чтобы оно соответствовало любому зданию с большими архитектурными изменениями, вы получите лучшие результаты, если будете использовать его в типах конструкций, которые ему больше всего подходят.

С учетом вышесказанного, вот некоторые из преимуществ использования наполовину шатровых крыш для ваших конструкций:

  • Лучше работать в условиях сильного ветра

Конструкция и конструкция наполовину крыш позволяет им работать намного лучше по сравнению с к другим типам кровли. Хотя конструкция относительно сложна, в ней не так много изгибов или изгибов, а уклон очень пологий.

Таким образом, использование этой крыши идеально в местах, которые обычно испытывают экстремальные ветровые условия, поскольку вам не придется регулярно сталкиваться с ветровыми повреждениями.

  • Более устойчивая по сравнению с другими типами крыш.

Архитектурные и дизайнерские аспекты полувальмовых крыш делают их более устойчивыми по сравнению с другими типами крыш.

Например, их способность противостоять сильным ветрам и никогда не терять своей целостности указывает на то, что даже здания, на которых они построены, также останутся прочными и устойчивыми.

Неглубокий наклонный профиль крыш также обеспечивает большую устойчивость по сравнению с крышами с относительно более высокими профилями.

НЕДОСТАТКИ

Хотя наполовину шатровая крыша желательна в определенных обстоятельствах, у нее есть некоторые недостатки, которые могут сделать наполовину шатровую крышу менее желательной. Некоторые из этих недостатков включают:

  • Меньше места внутри пространства - конструкция и конструкция наполовину вальмовых крыш не позволяет иметь много места внутри конструкции.Это может очень обескураживать, особенно в тех случаях, когда конструкция была построена специально для хранения.
  • Доступ затруднен - ​​опять же, исходя из конструкции и по сравнению с планами двускатной крыши, шатровые крыши очень труднодоступны, и это делает уход за ними и оказание им услуг по техническому обслуживанию утомительной работой. Их также очень опасно масштабировать кровельные специалисты.
  • Трудно вентилировать - кровельная вентиляция - еще один недостаток полувальмовых крыш.Плохая вентиляция приводит к меньшей вентиляции, а также к некачественному освещению внутри конструкций.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛОВИНЫ ВИНТОВОЙ КРЫШИ

В настоящее время вальмовая крыша, а также полувальмовая крыша могут использоваться в различных сферах. Этот стиль кровли хорошо подходит для различных архитектурных идей, таких как американские дома Foursquare и дома в французском стиле.

Так как они олицетворяют комфорт и стабильность, очень часто можно увидеть, что коттеджи и бунгало используют этот тип кровли.

Тем не менее, с хорошими архитектурными решениями, вы можете вписать такую ​​крышу в любой тип конструкции и при этом добиться отличных результатов.

Не пытайтесь вносить такие изменения, не посоветовавшись со своим архитектором, чтобы не потратить впустую много материалов, рабочей силы и затрат.

Также важно отметить, что полувальмовые крыши не существуют изолированно, но они имеют ряд вариаций.

Это означает, что когда вы думаете о том, как построить полувальмовую крышу, вам также может потребоваться рассмотреть существующие варианты, чтобы у вас был широкий выбор для выбора.Обязательно проконсультируйтесь со своим подрядчиком, чтобы выбрать лучший из имеющихся вариантов.

Автоматическое создание полувальмовой крыши

Информация в этой статье относится к:

ВОПРОС

Хочу создать половину вальмовой крыши . Можно ли это сделать автоматически?

ОТВЕТ


Половатная крыша - это комбинация стилей двускатной и вальмовой крыши, в которой плоскость вальмовой крыши поднимается вверх от частичной двускатной стены.

Для создания автоматической полувальмовой крыши

  1. Откройте план главного архитектора, на котором вы хотите создать полувальмовую крышу.

    В этом примере используется простое здание 30 футов на 40 футов с высотой потолка 108 1/8 дюйма.
  2. Щелкните стену, над которой вы хотите построить полувальмовую крышу, чтобы выбрать ее, затем нажмите кнопку редактирования Открыть объект .
  3. На панели «Крыша» диалогового окна «Спецификация стены » :

    • Выберите параметр рядом с Полная фронтальная стена .
    • Установите флажок Верхний шаг .
    • Есть два способа указать, где начинается верхний шаг, который будет формировать половину бедра: Начинается на высоте и дюйма от базовой линии .

      Введите значение в поле

      Начинается с высоты , чтобы указать высоту, с которой начинается плоскость половинной вальмовой крыши, или введите значение в поле I n от базовой линии , чтобы указать расстояние от базовой линии. который находится над внешней поверхностью каркасного слоя стены.Программа автоматически рассчитает другое значение, когда вы нажмете клавишу Tab .

      В этом примере введите «180» в поле Начинается с высоты , затем нажмите клавишу Tab на клавиатуре. Обратите внимание, что главный архитектор автоматически вычисляет значение In относительно базового значения .
    • Нажмите ОК , чтобы закрыть диалоговое окно и применить изменения.
  4. Выберите Build> Roof> Build Roof , чтобы открыть диалоговое окно Build Roof .
  5. Установите флажок рядом с Построить плоскости крыши , затем нажмите ОК , чтобы закрыть диалоговое окно и автоматически сгенерировать полувальмовую крышу.
  6. Чтобы увидеть результаты, выберите в меню 3D> Создать вид в перспективе> Полный обзор перспективы .

Полуавтоматическая крыша

24:48

5447 - Основы крыши

4:57

6123 - Вальмовая крыша

4:07

6124 - Двускатная крыша

4:01

6125 - Односкатная крыша

3:29

6126 - Крыша Gambrel

3:25

6127 - Крыша крыла чайки

4:10

6128 - Полуавтоматическая крыша

5:10

2420 - Голландская двускатная крыша

10:46

6129 - Создание крыши на нескольких уровнях конструкции

6:27

6130 - История с половиной крыши

13:42

6131 - Слуховые аппараты автоматические

2:11

703 - Стратегии проектирования крыш

5:54

25 - Рисование крыш вручную

11:49

724 - Соединение плоскостей крыши

1:49:34

10202 - Веб-семинар по крышам

"Советы и хитрости" 4:44

728 - Определение пересечений плоскостей крыши

15:15

26 - Строительство мансардных окон

6:22

706 - Базовые полилинии крыши

5:40

708 - Frieze Moulding

2:46

710 - Создание крыши над домом L-образной формы с фронтоном

2:34

714 - Использование опции увеличения уклона вниз

1:35

716 - Установка минимального размера ниши

7:08

726 - Кровля дома L-образной формы с двускатными концами вручную

4:36

733 - Базовые линии плоскости наклонной крыши

11:58

737 - Взрывающиеся слуховые окна, созданные с помощью автоматических слуховых аппаратов

1:50

746 - Чертеж бочкообразной крыши

4:25

747 - Рисование куполообразной крыши на круглом здании

2:56

748 - Криволинейные крыши и основания

7:50

1500 - Диалоги, влияющие на дизайн крыши

3:20

1501 - Блокировка и защита плоскостей крыши

9:19

1502 - Софиты, фасции и желоба

8:56

1503 - Использование инструмента "Линия двускатной крыши"

7:47

1507 - Крыши над заливными, коробчатыми и носовыми окнами

5:32

1508 - Крыши над изогнутыми стенами

5:42

1510 - Проектирование опоры крыши Кейп-Код на стенах 2-го этажа

9:01

1511 - Проектирование опоры крыши Кейп-Код на стенах 1-го этажа

2:07

1512 - Группы крыш

6:42

1514 - Соответствие отметкам конька крыши

4:02

1515 - Подъем и опускание крыши

6:05

1517 - Рисование голландской двускатной крыши вручную

3:39

1520 - Создание проемов в крышах для мансардных окон, нарисованных вручную

16:11

1521 - Рисование слуховых аппаратов

вручную 10:40

1522 - Создание декоративного слухового окна вручную

5:32

1527 - Создание вальмовой крыши с изогнутыми карнизами

8:08

1530 - Чертеж плоской крыши с центральным водостоком и парапетными стенами

7:49

1532 - Размещение и изменение мансардных окон

2:54

1533 - Редактирование бордюра и вала светового люка

28:49

9923 - Фокус: Слуховые аппараты с ручным управлением

9:07

1955 - Усовершенствованные крыши - трехскатная надстройка

7:12

1956 - Усовершенствованные крыши - Расклешенная крыша

11:21

505 - Создание сборки крыши из SIP

15:05

1030 - Автоматическое обрамление - Открытые хвосты стропил - Подфасция и обшивка

13:54

10016 - Совет главного архитектора - Проект крыши

10:25

10019 - Совет главного архитектора - Киоск с изогнутой крышей

различных типов конструкции скатных крыш - JTC Roofing

Когда дело доходит до шатровых крыш, можно найти несколько различных конструкций крыш.Как и в случае с любой кровлей, перспектива выбора подходящей кровли для вашей собственности может быть пугающим и запутанным процессом, поэтому здесь мы стремимся помочь прояснить различные типы, которые могут быть лучше всего для вас. Однако, прежде чем вдаваться в подробности о различных типах конструкции шатровой крыши, давайте уточним, что именно такое шатровая крыша.

Что такое шатровая крыша?

Это распространенный тип кровли, у которой просто нет плоских сторон. Эти конструкции крыши идеальны для домов, которые могут подвергаться воздействию суровых погодных условий, таких как сильный ветер или ураганы, они обладают улучшенными внутренними связями и имеют меньшую вероятность отслоения от дома на двускатном конце крыши.Хотя вальмовые крыши действительно предлагают меньше внутреннего пространства, это небольшая цена за их защиту от атмосферных воздействий и другие практические преимущества.

Давайте теперь рассмотрим различные конструкции шатровой кровли более подробно:

Простая вальмовая крыша

Эти крыши являются наиболее распространенным типом конструкции вальмовой крыши с коньком над частью крыши, который, в свою очередь, образует две стороны многоугольника и две стороны треугольника.

Пирамида вальмовая

Шатровая крыша пирамиды, как следует из названия, образована четырьмя равными треугольными сторонами, которые встречаются в единственной точке на вершине крыши, которая выступает вверх.

Крестовина вальмовая

Эту конструкцию кровли можно сравнить с эффектом объединения двух зданий с шатровой крышей. Две секции крыши встречаются на соответствующих концах, образуя шов, который называют «долиной» или перекрестно вальмовой крышей.

Полуавтоматическая крыша

Это вариант стандартной вальмовой крыши, но в данном случае две стороны крыши укорачиваются для создания карниза.

Голландская двускатная (вальмовая) крыша

Это гибрид конструкции двускатной и вальмовой крыши, в котором полный или частичный двускатный двускатник может быть найден в конце конька крыши, что позволяет увеличить внутреннее пространство на крыше.Это также может улучшить эстетическую привлекательность крыши, создавая более интересный и менее распространенный дизайн.

Компания JTC Roofing гордится тем, что предоставляет высококачественные услуги по проектированию и установке шатровых кровель по всей Великобритании. Чтобы узнать больше о наших продуктах или услугах или по любому другому вопросу, свяжитесь с нашей дружной командой сегодня. Мы будем рады помочь с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть, и в кратчайшие сроки приступим к реализации вашего кровельного проекта.

Полуавтоматическая крыша - 8020 BIM

С каждой группой новых сотрудников, независимо от уровня их опыта, у них будут возникать вопросы о рабочих процессах в их новой компании - это просто природа вещей. При этом иногда из-за растущей сложности мира BIM забывают о простых вещах.

Имея это в виду, когда на днях помогал юниору в деталировке крыши, я решил, что лучше освежить себя в основах моделирования кровли в Revit - что обычно означает, что я собираюсь подписать сообщение о одинаковый! С этой целью поставьте в очередь существенное Учебное пособие для начинающих по созданию крыш в Revit.

Итак, давайте начнем с основ и перейдем к основам - как смоделировать крышу в Revit?

В Revit есть несколько подходов к моделированию. Моделирование крыш ничем не отличается. Существует 3 основных вспомогательных инструмента, которые можно использовать для моделирования крыш в Revit: «Крыша по контуру», «Крыша по выдавливанию» и «Крыша по поверхности». Мы подробно рассмотрим каждый из них позже, но для начала рассмотрим стандартный рабочий процесс Roof by Footprint.

Чтобы смоделировать крышу по контуру в Revit, выполните следующие действия:

  1. Перейдите к желаемому виду в плане, чтобы приступить к моделированию крыши.В идеале он должен быть на том же уровне, что и ваша крыша.
  2. Вкладка «Архитектура» → Крыша (раскрывающийся список) → Крыша по контуру
  3. Используйте панель инструментов рисования (Эскиз, Выбрать линии или Выбрать стены) чтобы создать желаемый отпечаток крыши.
  4. Примечание На границах отображается символ «Угол». Это означает, что эта граничная линия определяет часть ската крыши. Вы можете изменить значение уклона для каждой линии, выбрав ее, или полностью отключить уклон для этой границы с помощью параметра «Определяет уклон» (доступного на верхней вкладке или вкладке свойств).
  5. Убедитесь, что в вашей собственности указана крыша как размещенная на правильном уровне. При необходимости вы также можете указать значение смещения.
  6. Щелкните зеленую галочку, чтобы выйти из режима редактирования.

Готово! Поздравляем с моделированием крыши в Revit!

Излишне говорить, что это лишь очень небольшой обзор более сложных крыш и методов моделирования крыш, которые можно выполнить в Revit. В оставшейся части ниже приводится подробное описание каждой функции моделирования крыши (с примерами).

В нем также обсуждаются более тонкие темы, такие как создание свесов и макетов крыш, которые изменяются в зависимости от изменения контуров здания, советы и приемы для решения конкретных проблем с компоновкой, которые могут возникнуть, а также исчерпывающий список того, как моделировать различные распространенные типы крыш. с нуля в Revit.

Наконец, я завершаю статью несколькими быстрыми примерами сложного моделирования крыши, чтобы дать представление о некоторых функциях более высокого уровня, которые вы можете изучить после этого.

Примечание. Я создал сопроводительное видео, которое иллюстрирует шаги, перечисленные в этом сообщении о создании крыш в Revit - руководство для начинающих монстров. Если вы предпочитаете такой формат обучения, он встроен ниже. Я предлагаю вам приготовить чашку чая или кофе, поскольку он достаточно длинный и подробный. Наслаждаться!

Если нет, продолжайте просмотр видео, чтобы получить более линейное, пошаговое описание процессов, участвующих в создании различных типов крыш в Revit, а также ряд советов и приемов, разбросанных по всему экрану.

Создание крыши в Revit - Крыша по контуру

  1. Перейдите к желаемому виду в плане, чтобы приступить к моделированию крыши. В идеале это представление должно быть создано из уровня, который будет выступать в качестве основного или базового уровня для вашей новой конструкции крыши.
  2. Затем перейдите на вкладку «Архитектура » → «Крыша» (раскрывающийся список) → «Крыша по посадочному месту », как показано на изображении ниже.
Как перемещаться и выбирать крышу с помощью инструмента Footprint
  1. Используйте панель инструментов рисования (Эскиз, Выбрать линии или Выбрать стены), чтобы создать желаемый контур крыши.На изображении ниже вы можете видеть, что мы выбрали инструмент «Прямоугольный набросок».
Настройка всех перечисленных свойств Перед нанесением границы крыши, используя следующую последовательность: 1) Граничная линия Инструмент рисования. 2) Вспомогательный инструмент для рисования прямоугольников. 3) Смещение для определения значения вылета. 4) Назначение базового уровня хозяина крыши. 5) Значение вертикального смещения от уровня хоста.
  1. Примечание На границах отображается символ «Угол». Это означает, что эта граничная линия определяет часть ската крыши.Вы можете изменить значение уклона для каждой линии, выбрав ее, или полностью отключить уклон для этой границы с помощью параметра «Определяет уклон» (доступного на верхней вкладке или вкладке свойств).
  2. Убедитесь, что вы указали необходимый выступ, чтобы у вас было правильное значение смещения для вашего значения крыши при рисовании относительно стен вашего здания.
  3. Убедитесь, что в вашей собственности указана крыша как размещенная на правильном уровне. При необходимости вы также можете указать значение смещения.
Шаг крыши можно изменить, выбрав граничную линию и изменив значение уклона.Также можно указать, чтобы граница не определяла часть уклона крыши, отключив параметр Defines Slope .
  1. Щелкните зеленую галочку, чтобы выйти из режима редактирования. Вы завершили моделирование базовой вальмовой крыши в Revit.
После определения откосов на границах, вы можете закончить набросок, нажав зеленую кнопку с галочкой. Если всем границам было присвоено значение уклона, у вас должна остаться стандартная вальмовая крыша, как показано

Создание крыши в Revit - Крыша выдавливанием

Допустим, вам не нужна вальмовая крыша, но вместо этого вам нужна двускатная крыша.В Revit это можно легко сделать двумя способами. Первый - использовать крышу по контуру, как мы это делали ранее, и изменить некоторые свойства граничной линии, чтобы падение крыши создавало только фронтон. Более подробно это будет рассмотрено в следующем разделе, который называется «Управление и редактирование крыши». Откосы в Revit ».

Другой способ создания типа двускатной крыши в Revit - использовать инструмент «Крыша с помощью выдавливания». Шаги по моделированию крыши путем выдавливания в Revit следующие:

  1. Во-первых, нам нужно перейти к инструменту «Крыша с помощью выдавливания».Для этого перейдите на вкладку «Архитектура » → «Крыша» (раскрывающийся список) → «Крыша по выдавливанию»
  2. Когда вы войдете в «Крыша по выдавливанию», откроется диалоговое окно. Вам будет предложено выбрать опорную плоскость или геометрическую плоскость (например, грань стены), из которой будет вытягиваться крыша перпендикулярно. Выберите Выберите плоскость
  3. Затем в 3D-виде щелкните на плоскости, которую хотите использовать. В этом примере я выбрал поверхность стены.
  4. Теперь откроется набор инструментов «Черчение» - вы можете начать рисовать форму профиля крыши, которую вы хотите выдавить.Чтобы создать фронтон в примере, я провел временную линию от Середины стены. Затем с вершины я нарисовал один из водопадов на желаемом шаге. Затем я использовал MM (Mirror Axis) , чтобы отразить первое падение через осевую линию, чтобы сформировать линию профиля для другой стороны двускатной крыши. Наконец, я удалил начальную среднюю линию и закончил набросок с помощью кнопки Green Tick .
  5. Наконец, мы можем управлять глубиной выдавливания с помощью значений в панели свойств , как показано на изображении ниже, или с помощью перетаскиваемых стрелок на любом конце, если нет необходимости быть настолько точными.Использование Align Tool (AL) также может быть хорошим методом для выравнивания глубины выдавленной крыши по известной грани объекта.
  6. Теперь вы можете прикрепить стены к крыше, выбрав стены и используя кнопку Присоединить / отсоединить , которая появляется на верхней панели инструментов, а затем выбрать крышу.
  7. Теперь вы должны завершить создание кровли путем выдавливания двускатной крыши в Revit.
Крыша путем выдавливания завершен Рабочий процесс - метод создания двускатной крыши

Контроль и редактирование уклонов крыши в Revit

Контроль и изменение уклона крыши в Revit - очень простой процесс.Для начала обратите внимание, что обсуждаемый метод применим только к крышам, которые были смоделированы как крыша по контуру. Другие методы, такие как «Крыша выдавливанием» или «Крыша по грани», основаны либо на профиле сечения на основе эскиза, увеличенном на заданную длину, либо на поверхности, которая уже была сгенерирована другим методом моделирования, на котором может быть размещена крыша.

Чтобы описать, как управлять и редактировать обрывы крыши вашей модели Roof by Footprint, я расскажу о создании трех типичных типов крыш, которые все будут созданы путем изменения всего нескольких свойств уклона одной и той же Roof by Footprint Sketch → Плоская крыша, вальмовая крыша и двускатная крыша.

Плоская крыша в Revit - это очень просто. В режиме эскиза «Крыша по контуру» выберите все вновь созданные границы и выключите параметр « Defines Slope ». Завершите эскиз, нажав Green Tick , и у вас не будет полностью плоской поверхности крыши в вашей модели Revit. См. Рисунок ниже, на котором типичная вальмовая крыша преобразуется в плоскую крышу в образце модели Revit за считанные секунды.

Изменение уклонов крыши Revit - чтобы изменить крышу с четырехскатной крыши на плоскую, перейдите к параметрам Sketch , выберите все граничные линии и , отключите параметр Defines Slope

Двускатная крыша в Revit :

Ранее мы обсуждали, как можно смоделировать тип двускатной крыши с помощью инструмента «Крыша надстройкой».По правде говоря, я бы порекомендовал Roof by Footprint сначала создать двускатную крышу, поскольку это дает вам больший уровень контроля, если вам понадобится внести какие-либо изменения в крышу позже на временной шкале проекта. На приведенном ниже GIF-изображении плоская крыша была ранее создана и превращена в модель двускатной крыши.

Для этого Отредактируйте крышу . Затем выберите только две длинные граничные линии и включите параметр Defines Slope . Вы также можете изменить значение уклона крыши ваших границ на вкладке свойств. Закончите набросок, и теперь у вас должна быть форма двускатной крыши. Для полноты картины убедитесь, что выбрано стены ниже, и используйте параметр «Прикрепить / отсоединить », чтобы стены соответствовали u / s геометрии вашей крыши.

Gif ниже описывает весь этот процесс.

Изменение уклонов крыши Revit - чтобы изменить крышу с плоской крыши на двускатную, перейдите к параметрам Sketch , выберите две противоположные граничные линии и , включите параметр Defines Slope

Вальмовая крыша в Revit:

Как вы уже догадались, чтобы создать тип вальмовой крыши из эскиза «Крыша по контуру», вам просто нужно снова отредактировать эскиз и выбрать две оставшиеся границы, а затем убедиться, что параметр Defines Slope активен для них .См. Ниже:

Изменение откосов крыши Revit - чтобы изменить крышу с двускатной крыши на четырехскатную, перейдите к параметрам Sketch , выберите все граничные линии и , включите параметр Defines Slope

Примечание. По умолчанию ваша крыша будет иметь уклон 30 градусов по всем границам и будет образовывать шатровую крышу, если вы не измените обозначение уклона в режиме эскиза для каждой граничной линии.

Создание и редактирование сборки конструкции крыши

Возьмите простой простой заполнитель и постройте мембранную крышу в стиле Soprema.

Здесь мы можем обсудить создание вашей конструкции кровли в сборе, чтобы вы могли проиллюстрировать правильные характеристики материала вашей крыши. Обратите внимание, что хотя в нашем примере используется крыша, которая уже была смоделирована, перед тем, как приступить к созданию эскизов модели крыши, можно предпринять следующие шаги.

Чтобы создать новую сборку конструкции крыши в Revit , выберите ранее смоделированную крышу. На панели инструментов «Свойства» в разделе « Свойства типа » выберите Дублировать. Дайте вашей дублированной крыше подходящий дескриптор имени.

В Construction перейдите в меню Edit , как показано на изображении ниже. После открытия диалогового окна «Редактировать» вы можете приступить к редактированию несущей конструкции пола. Вы можете построить свою сборку так, как вам нужно - одна из лучших практик, о которой следует помнить, - это всегда стараться поддерживать границы сердечника сборки в качестве структурных / несущих элементов, и иметь свои термические, атмосферостойкие и отделочные материалы по обе стороны от сердечника. Граница.Я также рекомендую развернуть вкладку предварительного просмотра и установить вид в разрезе, чтобы вы могли видеть изменения ваших изменений сборки в реальном времени

Сборка крыши - редактирование монтажной сборки крыши в Revit

Чтобы добавить элементы сборки , выберите Вставить , и вы увидите, что в список добавляется еще один элемент сборки. Это может быть выше или ниже исходного элемента крыши, но вы можете легко переместить порядок вокруг с помощью кнопок вверх и вниз.

Сборка крыши - Создание дополнительных элементов сборки и обновление их положения в строительных слоях.

При вставке новых элементов сборки вы можете изменить функцию новых элементов, изменив свойства в столбце функций.

См. Ниже нашу окончательную сборку конструкции. Позже в этом посте я расскажу, как вы можете упустить определенные элементы в сборке (например, изоляционный слой), в то время как оставшаяся сборка останется плоской (например, для создания водостока с крыши. падает).

Сборка крыши - завершенная сборка конструкции крыши в Revit

Как создать небольшой дренажный водопад на плоской крыше в Revit

Самый простой способ создать небольшой уклон дренажа на плоской крыше в Revit - использовать инструмент редактирования формы под названием Изменить подэлементы . Чтобы использовать это, сделайте следующее:

  1. Выберите плоскую крышу
  2. Нажмите появившуюся кнопку « Изменить подэлементы ».
  3. Добавить точку ( или разделить линию, если лучше подходит - создает точки на пересечениях)
  4. Разместите новые точки по мере необходимости.
  5. Используйте кнопку Modify Sub Elements. От до выберите ваши вновь размещенные точек.
  6. Присвойте точкам значение отметки , чтобы создать небольшой обрыв крыши.
  7. Готово!
  • Изменить подэлементы - размещение новой точки для определения падения дренажа на плоскую крышу в Revit
  • Изменение подэлементов - изменение высоты вновь созданной точки, которая обеспечивает попадание дренажа на плоскую крышу

Вы также можете восстановить полностью плоскую крышу с помощью инструмента Reset Shape , который удалит все изменения, внесенные в диалоговом окне Modify Sub Elements.

Как выполнить изоляцию наклонной крыши только в Revit

Лучший способ смоделировать уклон только в слое изоляции крыши - это назначить изоляционные материалы в качестве переменной в сборке конструкции. Вот как назначить переменный материал в Revit:

  1. Выберите свою крышу, Редактируйте тип и выберите Construction
  2. Найдите элемент «Изоляция в сборе». С правой стороны установите флажок Variable .
Вариативность материала - включение переменного материала для изоляционного слоя в конструкции крыши
  1. Готово!
Изменчивость материала - с изоляционным слоем, действующим в качестве изменяемого материала для создания водопадов, остальная часть конструкции крыши может оставаться плоской.

Основание вашей крыши теперь должно быть плоским, а обрывы крыши должны присутствовать только в вашем изоляционном воздухе (видимом на видах в разрезе).Следует отметить, что ваш изоляционный слой должен быть достаточно глубоким, чтобы учитывать полную высоту падения крыши.

Почему вам следует использовать опцию рисования «Выбрать стену» при создании крыши по контуру

Модель свесов крыши с помощью инструмента выбора стены.

Использование инструмента «Выбор стены» позволяет вашей крыше поддерживать предложенное значение вылета и обновлять форму крыши по мере того, как стены под ней расширяются или сжимаются. Это очень простой процесс:

  1. Перейдите на вкладку «Архитектура » → «Крыша по контуру»
  2. В режиме эскиза щелкните инструмент рисования Выбрать стены .
  3. Вы увидите, что опция выступа появится на верхней панели инструментов . Назначьте желаемое значение вылета (в нашем примере использовалось 500 мм)
  4. Завершите создание эскиза крыши , щелкнув зеленую галочку .

Вы создали модель крыши с необходимыми значениями вылета. Что хорошо в , этот метод заключается в том, что граница крыши прикрепляется к стенам, то есть обновление набора стен автоматически обновляет геометрию крыши , сохраняя при этом заданное значение свеса.Довольно здорово!

Крыша по контуру - с помощью команд «Выбрать стену» можно сохранить смещение крыши, и ее контуры будут автоматически обновляться при перемещении стены ниже.

Как разместить проемы в крыше в Revit

Добавить вертикальные проемы на крышу в Revit очень просто. Существует два основных типа проемов, которые используются в большинстве упражнений по моделированию крыш в Revit: это вертикальное проем и проем по грани .Разница между ними довольно проста.

Вертикальные проемы прорежьте вертикальный проем прямо через выбранную вами крышу. Прорезь проема в крыше всегда будет иметь вертикальную ориентацию.

Проем по грани немного более тонок, но все же очень прост - вы выбираете одну наклонную плоскость вашей модели крыши, а затем с помощью инструментов эскиза размечаете желаемый проем. Прорезь проема в крыше в этом случае всегда будет перпендикулярна падению / плоскости крыши, которой он был назначен.Это здорово, потому что уклон крыши можно изменить, но разрез будет обновлен, чтобы оставаться перпендикулярным новому уклону крыши.

Чтобы создать вертикальный проем через крышу , перейдите на вкладку «Архитектура » - «Проем - вертикальный ». Затем вам будет предложено выбрать ваш объект, для которого вы должны выбрать свою модель крыши. Затем появятся инструменты для рисования. Используйте инструменты рисования на любом плане, фасаде или виде в разрезе, который лучше всего описывает ваши требования к размеру рабочего пространства , и нарисуйте эскиз границы для вашего вертикального проема. Закончите набросок , нажав Зеленую галочку . Теперь у вас будет отверстие, которое вертикально прорезает вашу крышу, как показано на изображении ниже.

Процесс создания проема в крыше практически идентичен. Начните с перехода на вкладку «Архитектура » - «Открытие - открытие по лицу ». Когда будет предложено выбрать ваш объект, наведите курсор на вашу крышу и просто выберите угол наклона крыши, который вы хотите, чтобы проем прорезал через .Как и раньше, используйте инструменты рисования, чтобы нарисовать границу предлагаемого проема крыши . Закончите , выбрав Зеленую галочку. Теперь у вас будет отверстие, которое разрезает перпендикулярно высоте, которой он был назначен, как показано на изображении ниже:

Вертикальный проем крыши в Revit и проем по грани - разрез с относительными углами среза

Как смоделировать мансардную крышу в Revit

Чтобы создать мансардную крышу, нам сначала нужно начать с меньшей части мансардной крыши.Вы можете смоделировать это с помощью любого из трех основных методов моделирования крыши, но в примере я решил использовать инструмент Roof by Extrusion .

  1. Сначала необходимо выбрать рабочую плоскость. При необходимости вы можете создать опорную плоскость, нажав «RP», но в примере я решил использовать переднюю кромку линией облицовки основной крыши. Чтобы выбрать рабочую плоскость, сначала выберите Roof by Extrusion , и вам будет предложено выбрать плоскость , как показано ниже.
При создании крыши путем выдавливания в Revit вам будет предложено указать новую рабочую плоскость . Вы можете использовать любой из трех перечисленных вариантов, но в примере я выбрал «Выбрать самолет вручную».
  1. После того, как вы вручную выбрали плоскость, вам нужно выбрать опорный уровень и смещение . В нашем примере мы использовали уровень крыши со смещением 0.
Кровля выдавливанием - опорный уровень и смещение
  1. После того, как информация о плоскости и опорном уровне установлена, мы можем использовать инструменты рисования на верхней панели инструментов, чтобы нарисовать нашу крышу по профилю выдавливания.
На этом изображении вы можете увидеть, как я использовал инструменты Revit Draw, чтобы указать профиль крыши слухового окна, который я хочу выдавить. Обратите внимание на вид сверху, как линии профиля плотно прилегают к основной плоскости, которую я установил ранее на фасции основной крыши.
  1. После завершения эскиза профиля крыши у вас останется мансардная крыша. Вы, вероятно, заметите , что размеры выступа крыши - это не то, что вам нужно для . Экструзии мансардного окна можно редактировать на панели свойств , как показано:
Глубину выдавливания крыши можно изменить на панели свойств Revit, как показано в примере.
  1. Крыша слухового окна все еще остается незавершенной.Чтобы соединить слуховую крышу с основной крышей, используйте команду Присоединить / отсоединить крышу , которую можно найти на вкладке «Изменить ». Чтобы использовать это правильно, выберите край слуховой крыши , который должен доходить до основной крыши. Затем выберите плоскость крыши , с которой должен соединяться слуховой проход. Виола, крыша слухового окна завершена!
Выбор передней кромки слухового окна с помощью инструмента «Соединить крышу» в Revit. После этого выбирается основная плоскость крыши, и две правильно соединяются.Крыша экструзией - мансардная крыша, соединенная с основным скатом крыши
  1. Следующий шаг - разместить слуховые стены. Для этого перейдите на вкладку «Архитектура » → «Стены» (WA). В этом примере я установил основание слуховых стен на уровне карниза, а верх стены был установлен на уровне карниза + смещение 1500 мм. То, что вам нужно, может отличаться. После того, как стены построены, использует опцию «Присоединить / отсоединить », которая появляется, когда стены выбраны, и присоединяет верхнюю часть стен , к слуховой крыше выше. У вас останется что-то похожее на это:
Смоделируйте свои слуховые стены и используйте функцию присоединения / отсоединения, чтобы верхняя часть профиля стены прикрепилась к нижней стороне слуховой крыши.
  1. Наконец, необходимо вырезать след слухового окна от главной крыши. Чтобы вырезать новое слуховое окно из основной крыши, перейдите на вкладку «Архитектура » → Слуховое окно (открытие). Это вызовет инструмент Выбрать линии крыши / стены , который позволяет вам выбрать внешнюю поверхность вашей новой конструкции слухового окна, как показано ниже.
Крыша экструзией - открытие с помощью слухового окна с использованием козырька крыши и краев стен
  1. Наконец, используйте команду Обрезать / Удлинить (TR) , чтобы очистить линии открытия слухового окна. Завершите набросок, выбрав зеленую галочку . Вы построили мансардную крышу в Revit!
Мансардная крыша завершена, включая главный проем в крыше.

Как устранить неудобную выемку в фронтоне на стене в Revit

Иногда у вас может быть большая двускатная крыша, которая покрывает основную часть здания, но также продолжается над небольшой пристройкой к зданию, где одна из стен является продолжением высотных отпечатков большого здания.Это оставляет неудобное углубление, где вам нужно указать, чтобы только часть меньшего фронтона крыши спряталась под большей частью крыши, даже если они являются одним элементом модели.

Чтобы решить эту проблему, вам нужно указать небольшому сегменту возвратной стены, чтобы он прилип к нижней стороне крыши, с помощью инструмента «Присоединить / отсоединить». Затем вам нужно использовать инструмент «Присоединить / отсоединить крышу» (находится на вкладке «Изменить») и выбрать внутренний край крыши, который вы хотите спрятать под основной крышей, а затем выберите стену, до которой вы хотите, чтобы она продолжалась.Кромка крыши должна заходить под больший фронтон, чтобы встретиться с лицевой стороной обратной стены. Теперь вы можете отделить стену, если хотите, и край крыши останется в том же положении. При необходимости вы можете приступить к редактированию профиля стены, чтобы убрать все взаимосвязи. См. Полный рабочий файл в формате GIF ниже:

Гифка, описывающая малоизвестный рабочий процесс для заправки меньшего фронтона под большим фронтоном, когда у вас есть обратная стена на пристройке или что-то подобное.

Поверьте мне - вышеупомянутый совет малоизвестен, и без него решение всегда заканчивается какой-то дряблой дополнительной экструзией крыши или чем-то подобным, устанавливаемым, чтобы закрыть зазор.Это абсолютная экономия времени, так что я надеюсь, что это поможет вам, ребята!

Как моделировать несколько общих стилей крыш в Revit:

Как смоделировать крышу в стиле амбара Gambrel в Revit

Лучший способ создать крышу в стиле Gambrel в Revit - использовать инструмент Roof by Extrusion .

  1. Как и раньше, выберите крышу по выдавливанию, выберите плоскость и назначьте опорный уровень.
  2. Нарисуйте половину профиля крыши Gambrel , двигаясь от средней точки крыши (линия гребня) к карнизу.
  3. Зеркально отразите вашу половину крыши на обратной стороне (MM - сокращение от Mirror Axis)
  4. Завершите эскиз, когда профиль будет завершен.
  5. Измените начальные и конечные значения экструзии на панели свойств для управления общей глубиной выдавливания. Кроме того, вы можете использовать для этого инструмент «Перетаскивание стрелок» или инструмент «Выровнять».

Готово! У вас должно получиться что-то похожее на следующее:

Gambrel Roof смоделирован в Revit

Как смоделировать наклон крыши в Revit

Лучший способ смоделировать наклон к крыше в Revit - использовать инструмент Крыша по посадочному месту .

  1. Выберите «Крыша по площади основания» на вкладке «Архитектура».
  2. Нарисуйте границу крыши
  3. Выберите все границы, кроме одной, и отключите параметр определяет уклон .
  4. Готовый эскиз

У вас должен остаться наклон к крыше всего за одно падение, как показано ниже:

Наклон к крыше, смоделированный в Revit

Как смоделировать крышу типа «бабочка» в Revit

Я подхожу к созданию крыши в стиле бабочки с помощью инструмента Roof by Extrusion .Процесс похож на предыдущий Gable, который создавался путем экструзии, но процесс выглядит следующим образом:

  1. Выберите крышу путем выдавливания
  2. Выберите плоскость и опорный уровень
  3. Нарисуйте крышу в виде бабочки (начертите от середины стены в одном направлении, затем отразите ее в другом направлении.
  4. Завершите эскиз
  5. Управляйте выдавливанием Размеры на панели свойств
  6. Прикрепите стены к нижней стороне крыши.

Ваша крыша Butterfly должна быть похожей на эту после выполнения вышеуказанных шагов:

Крыша-бабочка смоделирована в Revit

Как смоделировать фронтон Catslide в Revit

Способ моделирования Catslide Gable в Revit во многом такой же, как и для стандартного Gable.

  1. Начните с выбора инструмента «Крыша по контуру».
  2. Нарисуйте желаемую границу.
  3. . Выберите все граничные линии и выключите. определяет уклон.
  4. . Выберите границу передней кромки из выступа здания и границу на противоположной стороне крыши. - Включение определяет наклон для этих двух граничных линий.

У вас должна остаться готовая крыша, такая как следующая - обязательно прикрепите стены к нижней стороне крыши, как только геометрия крыши будет завершена.

Catslide Gable смоделирована в Revit

Как смоделировать двускатную крышу в Revit

Двухскатная крыша моделируется точно так же, как стандартная вальмовая крыша в Revit. Просто создайте свою крышу по контуру, придайте граничным линиям требуемый уклон и завершите набросок. Готовая крыша будет примерно такой:

Двухскатная крыша, смоделированная в Revit

Как смоделировать полубальтовую крышу Jerkinhead в Revit

Чтобы создать в Revit наполовину шатровую крышу / крышу в стиле Jerkinhead, необходимо сначала создать стандартную HIP-крышу, описанную ранее.После создания стандартной вальмовой крыши выполните следующие действия, чтобы преобразовать ее в крышу в стиле Half Hip / Jerkinhead:

  1. Создайте 2 опорные плоскости (RP), перпендикулярные сторонам здания, к которым вы хотите применить Half Hip. Убедитесь, что опорные плоскости равноудалены от средней линии крыши.
  2. Выберите шатровую крышу и отредактируйте границу
  3. Используйте инструмент «Разделить элемент» на вкладке «Изменить» (SL) и разделите линии границы в местах пересечения с опорными плоскостями.
  4. Выберите небольшие оставшиеся сегменты границ крыши, которые были разделены по углам (на стороне карниза опорных плоскостей), и убедитесь, что определяет уклон, свойство отключено.
  5. Завершите эскиз.

Теперь у вас должна быть крыша в стиле Jerkinhead / Half Hip, полностью смоделированная в Revit, как показано ниже.

Полубедренная или двухскатная крыша, смоделированная в Revit

Как смоделировать фоновую крышу в Revit

Метод моделирования фальш-крыши в Revit очень прост.Это просто комбинация двух ранее описанных методов - двух низкоуровневых наклонных крыш и одного верхнего фронтона, со стенами, поднимающимися к нижней стороне всех трех крыш.

Крыша Clerestory, смоделированная в Revit

Как смоделировать голландскую двускатную крышу в Revit

Голландский фронтон представляет собой комбинацию вальмовой крыши с двускатной крышей более высокого уровня, оба из которых были рассмотрены ранее. При моделировании голландской двускатной крыши в Revit следует учитывать одну вещь: создать внутренний набор граничных линий, соответствующий размеру фронтона более высокого уровня, который будет выше.Затем, чтобы убедиться, что у этих внутренних границ отключено свойство define slope - это создаст шатровую крышу с пустотой в центре, которая правильно образует «юбку» стиля голландского фронтона.

Голландская двускатная крыша смоделирована в Revit

Создание сложных крыш в Revit с помощью команды Face

Самый простой способ начать внедрение сложных крыш в модель Revit - использовать инструмент Rofo by Face . Здесь очень мало что можно описать, но я дам краткий обзор рабочего процесса.

  1. Создайте желаемую сложную поверхность крыши с помощью инструментов Massing Tools. (Скоро у меня будет учебник по массированию в Revit, на который я буду ссылаться в будущих обновлениях)
  2. Выберите инструмент Крыша по лицу .
  3. Щелкните на ранее созданной массивной поверхности.
  4. Готово

Я ценю вышеизложенное немного, ну, скудно. По правде говоря, в этом сценарии есть много переменных, но не так много колебаний в том, как вы к нему подойдете.В любом случае, для полноты картины, вот два нестандартных стиля крыши, которые я быстро создал с помощью команды Roof by Face .

Сложные типы крыш, созданные в Revit с помощью инструмента "Крыша по граням"

Список будущих руководств по Revit Roof:

Вот краткий обзор некоторых руководств Roof Centric Revit, которые появятся в блоге 8020 BIM и на канале YouTube в обозримом будущем:

  1. Как моделировать сложные крыши в Revit - подробные примеры
  2. Как начать параметрическое проектирование крыши в Revit
  3. Как создать и детализировать типы панельной крыши в Revit
  4. Как смоделировать деревянную конструкцию крыши в Revit
  5. Как создать крышу Подробная информация в Revit - подробные примеры
  6. 10 советов по работе с крышами Revit, которые вы, возможно, не знаете.

На этом мы завершаем подробное руководство для начинающих по моделированию крыш в Revit. Если у вас есть какие-либо комментарии или предложения по вышеизложенному, оставьте их ниже, и я буду продолжать развивать этот пост с течением времени.

Подпишитесь на информационный бюллетень 8020 BIM , чтобы получать уведомления о моих личных откровениях в Revit и подробных руководствах, подобных этому.

Подпишитесь на информационный бюллетень 8020 BIM

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 оценка скорости ветра для рассматриваемых видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

На рисунке 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на рисунке 2 показан отказ RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждения кровли сосредоточено на этих двух режимах отказа. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения кровли в шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные режимы серьезных разрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничивается исследованиями, сфокусированными на отказах RTWC.DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 миль в час (Таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Wind Science and Engineering Center, 2006). DOD-4 возникает при более низких скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними шатровыми крышами аналогичной конструкции. Фактически, в списке FR12 по канадской шкале EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровыми крышами можно предположить верхнюю границу скорости ветра для DOD 4 и 6.Это противоречит исходной документации EF-Scale (Wind Science and Engineering Center, 2006), в которой указывается, что нижняя граница DOD-6 связана с неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница связана с улучшенной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего исследования, как указали Гаванский и Копп (2017).

Рисунок 1 .Пример разрушения обшивки крыши, соответствующий DOD-4 (источник изображения: доктор Дэвид Преватт из Университета Флориды).

Рисунок 2 . Пример отказа соединения крыши со стеной, соответствующий DOD-6 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

Крыши жилых домов могут быть построены с использованием различных форм и уклонов. Многие включают слуховые окна или другие дефекты для покрытия домов неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных в конструкции с деревянным каркасом, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и шатровые крыши или их композиты (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Обследования повреждений после ураганов и последующие исследования часто выявляли несоответствие в повреждениях между различными геометрическими формами жилых крыш (Meecham, 1992). Как правило, шатровые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости, проведенный Kopp et al. (2016) и Gavanski and Kopp (2017) даже предположили, что единый DI для жилых конструкций в шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в оценках скорости ветра для разной формы крыши, хотя это не было количественно оценено. в обследованиях повреждений.

В нескольких прошлых исследованиях изучались превосходные характеристики домов с шатровой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), с некоторыми более поздними работами, непосредственно исследующими поведение шатровой крыши в отношении обшивки крыши (DOD-4) и RTWC ( DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Meecham et al. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе для улучшения технического понимания характеристик вальмовой крыши и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в крышах с деревянным каркасом.Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и шатровой крыши, общие моменты подъема и опрокидывания крыши оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия - не единственная причина улучшения характеристик вальмовых крыш.

Результаты

Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса в шатровой крыше относительно распределения подъема обеспечивает дополнительную устойчивость.Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. В дополнение к этому, вальмовые крыши имеют RTWC по всему периметру, 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 с целью изучения этого момента. Анализ результатов обследования также используется для подтверждения гипотезы о том, что другие виды отказов достаточно распространены для вальмовых крыш.

Анализ 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, и поэтому можно выделить так много этапов 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 домам с деревянным каркасом были предъявлены новые предписывающие требования для смягчения ущерба до 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 от 21 мая 2013 года. (A) Разрушение передней стороны вальмовых крыш соседних рам с прямоугольной рамой. (B) Отказ передней стороны вальмовой крыши рамочного каркаса с видимым неповрежденным обрамлением противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой / двускатной крыши (источник изображения: Dr.Дэвид Преватт).

На рис. 3А показаны соседние дома с шатровыми крышами, которые демонстрируют аналогичные повреждения передней поверхности крыши. RTWC, по-видимому, не повреждены по остальному периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. На правой стороне фотографии оставшаяся часть крыши провисает, что дополнительно указывает на то, что нижележащая рама вышла из строя. Дома, показанные на рисунке 3A, были расположены вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома.Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Осмотр фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с 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 элементы каркаса и оболочка были удалены. Как и на рисунке 3A, очевидно, что эта крыша не только страдала от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция 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, по-видимому, 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 казались более новыми, в большинстве своем с крутыми шатровыми крышами и большими строениями. Дома в Районе 2 в основном выглядят более старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

Результаты статистического анализа показаны в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующими повреждениями вышли из строя из-за частичного разрушения каркаса, в то время как 35% показали признаки отказа RTWC.На Рисунке 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых повсюду в этом районе, с аэрофотоснимком, показывающим, как повреждение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях были удалены самые большие поверхности крыши, в то время как части конструкции, закрывающие меньшие пространства, остались на месте. Многие из этих построек, по-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, а 8% пострадали от разрушения RTWC и обрушения стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стен и кровли требует дальнейшего изучения для определения причинных эффектов каждого режима разрушения крыши.

Сдвиг в возникновении определенных видов отказов между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако следует отметить, что многие дома в Районе 2, 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 ограждений в старых домах могло привести к учащению случаев обрушения стен.В примере, показанном на Рисунке 6, произошел частичный отказ каркаса крыши. Однако этот сбой мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине разрушенной крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, играли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные отказы возникают по крайней мере так же часто, как и другие виды отказов кровли. Требуется дополнительная работа для получения полного набора статистических данных об этих сбоях и более точного определения региональных условий, которые могут способствовать их возникновению.

Рисунок 6 . Частичное обрушение вальмовой крыши в районе 2 (источник изображения: 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 стержневой 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). Принятие правильности конструкции в анализах позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если обнаруживается 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 крыш с решетчатой ​​рамой 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, использованные 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 каркасные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

Двухмерный анализ D / C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на тех, которые использовались в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Хендерсоном и др. (2013). Рисунок 7 иллюстрирует схему фермы; из-за симметрии показана только половина фермы.После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с рамной рамой, которая соответствовала профилю и геометрии плана ферменной крыши от Henderson et al. (2013), чтобы провести сравнение.

Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с маркированными соединениями и элементами.

Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению 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 рамной крыши упрощается путем изучения одного репрезентативного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных безопорных пролетов. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут противостоять самым сильным опорным реакциям. Грани крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

Рисунок 8 . Вид сверху спроектированной 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 состоит в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного упрощенного аналога модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное влияние нагрузки на каждый элемент фермы. Такой подход к огибающей был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать возможным нелинейное моделирование.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не учитывались ранее.

Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы постоянно достигается за счет комбинации двух аналогов модели. Одна из моделей использует все шарнирные соединения, а другая - все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы перемычки моделируются вдоль их центроидов.Для корпуса фермы результаты усилий стержня и шарниров извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную балку также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой - с жесткими опорами. В случае каркасной конструкции расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах, и чтобы можно было получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате 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.

Применяемая скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра разрушения, 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 двумерное исследование сосредоточено на относительной уязвимости в пределах каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками ASCE 7-05 Моррисона и Коппа подтверждает точность методологии.

Расчет мощности

Минимальные мощности каждого элемента в моделях рассчитываются для сравнения с максимальной потребностью в анализе D / C. Фермы в Henderson et al.(Henderson et al., 2013) вальмовая крыша использовала пиломатериалы SPF № 2, соединенные между собой анкерными плитами MiTek MII-20. Паспорта прочности плит, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям анкерных плит (Институт исследований в строительстве, 2009 г.), были получены и используются при расчетах грузоподъемности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по дизайну древесины (Canadian Wood Council / Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки.В данном исследовании для расчетов пропускной способности соединений используются проектные спецификации Канадского института решетчатых пластин (2014 г.) для ферм MPC, в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) 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; Канадский институт опорных пластин, 2014). В случае стержневой рамы возможности соединения двух опор с помощью гвоздей оцениваются на основе расчетных значений без учета факторов и уравнений из Справочника по дизайну древесины Канады (Канадский совет по древесине / Канадская ассоциация стандартов, 2010).В зависимости от направления нагрузки, необходимые расчеты 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 их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности исключен в текущем анализе. Примеры расчетов мощности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной мощности предоставлены Стивенсоном (2017). Для справки, на Рисунке 7 показаны соединения и элементы фермы, помеченные в соответствии с условными обозначениями, используемыми в анализе, а на Рисунке 9 показано, что это для смоделированного домкрата 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 . Отношение нагрузки к мощности (D / C) и определяющий режим отказа для смоделированной фермы при подъеме на 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

Таблица 4 . Соотношения между стержнями и совместными нагрузками (D / C) для смоделированной секции рукояти-рамы при подъеме на 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Рисунок 10 . Схема расположения неисправностей в ферме, основанная на результатах анализа нагрузки на мощность (D / C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям в текущих результатах. Ожидается, что RTWC с опорой на пальцы почти всегда 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 ремней для защиты от ураганов может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

Результаты показывают, что при том же ветровом подъеме, что и ферма, стропила домкрата также наиболее уязвима при RTWC с опорой на пальцы. Анализ стержневой рамы не включает подъемную способность RTWC с ураганными ремнями.Однако ожидается, что установка перемычек на RTWC приведет к отказу на стыке 1, так как это место имеет относительно высокое отношение D / C. Следующее самое слабое соединение в стыке 2 состоит из семи гвоздей, соединяющих стропило с балкой потолка. Его емкость намного выше - около 5000 Н.

Результаты стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки при строительстве, ухудшение характеристик элементов и устаревшие стандарты проектирования, по которым строились старые дома с каркасным домом.

Ограничения

Настоящий статистический анализ и анализ D / C успешно доказывают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предполагают некоторые условия, которые могут повлиять на режим, при котором может выйти из строя шатровая крыша с деревянным каркасом.Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы понять проблему отказов каркаса в деталях, необходимо разработать трехмерные модели, которые учитывают распределение нагрузки и эффекты обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, помогающей 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 крупном масштабе методы проектирования различаются в зависимости от региона, компании и даже отдельных инженеров, и строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность ошибок конструкции и различий в конструкции может быть высокой.Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо признания их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

Неисправности каркаса крыши, представленные в этой статье, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимостям каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой; тем не менее, прогрессирование разрушения больших секций крыши точно не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный режим отказа, связанный с корпусом палки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой из стержней.

На Рисунке 11, похоже, произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших секций крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что балки потолка и потолок под ними целы.Сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная обшивка. Судя по результатам анализа D / C для каркаса с рамой, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропильной балкой и потолочной балкой. 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 постепенному, 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 составляет 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 выборочных 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. Хотя обычно считается, что дома с шатровой крышей более устойчивы 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 двухмерного анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящей 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 крыши 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 разрушенные 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 стропил домкрата с рукоятью составляет 1,12. Это как и ожидалось; тем не менее, влияние распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.

Авторские взносы

СС - доктор 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 благодарны докторам. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за 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). Реакция креплений, прибитых гвоздями, между крышей и стеной, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Институт исследований в строительстве. (2009). Оценочный лист CCMC 11996-L: MT-20 и MII-20 .Оттава, Онтарио: Национальный исследовательский совет Канады.

Google Scholar

Копп Г. А., Хонг Э., Гавански Э., Стедман Д. и Силлс Д. М. (2016). Оценка скорости ветра на основе наблюдений за ущербом от торнадо в Ангусе (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. J. Civil Eng. 44, 37–47. DOI: 10.1139 / cjce-2016-0232

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копп Г. А., Моррисон М. Дж. И Хендерсон Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов при реалистичных ветровых нагрузках. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 104–106, 25–39. DOI: 10.1016 / j.jweia.2012.01.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Льюис, С. Л., Мейсон, Н. Р., Крамер, С. М., Верт, Д. К., О’Реган, П. Дж., Петров, Г. и др. (2006). «Расчет металлических пластин, соединяющих стыки деревянных ферм на момент», 9-я Всемирная конференция по деревообрабатывающей промышленности (Портленд, штат Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

Google Scholar

Мичем, Д.(1992). Повышенная эффективность вальмовых крыш при сильном ветре - пример из практики. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 43, 1717–1726. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (92)

-V

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровых нагрузок на вальмовые и двускатные крыши. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 38, 257–272. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (91)

-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мехта, К.С. (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. J. Disaster Res. 8, 1034–1041. DOI: 10.20965 / jdr.2013.p1034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моррисон, М. Дж., И Копп, Г. А. (2011). Эффективность соединения гвоздя и пальца при реалистичной ветровой нагрузке. Eng. Struct. 33, 69–76. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.09.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Prevatt, D.O., Coulbourne, W., Graettinger, A.J., Pei, S., Гупта, Р., 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., Копп, Г. А. (2015). Снижение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат улучшенных строительных норм и правил в Оклахоме. Клим. Soc. 7, 169–178. DOI: 10.1175 / WCAS-D-14-00032.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спаркс, П. Р., Шифф, С. Д., и Рейнхольд, Т. А. (1994). Повреждение ограждающих конструкций домов ветром и последующие страховые убытки. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 5, 145–155. DOI: 10.1016 / 0167-6105 (94) -X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стандохар-Альфано, К. Д., и ван де Линдт, Дж. У. (2016). Анализ риска торнадо для повреждения деревянных каркасных крыш жилых домов в Соединенных Штатах. J. Struct. Англ. 142. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0001353

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон, С. А. (2017). Анализ разрушения каркаса деревянных каркасных крыш жилых домов при ветровой нагрузке . Дипломная работа. Лондон, Онтарио: Университет Западного Онтарио.

Google Scholar

Инженерно-строительный институт. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Институт анкерных плит. (2007). Национальный стандарт проектирования деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами . Александрия, Вирджиния: Американский национальный институт стандартов (ANSI).

Google Scholar

Канадский институт анкерных плит. (2014). Процедуры проектирования и спецификации ферм для деревянных ферм, соединенных с легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, ON: TPIC.

Google Scholar

ван де Линдт, Дж. У., Пей, С., Дао Т., Греттингер А., Преватт Д. О., Гупта Р. и др. (2013). Философия дизайна торнадо, основанная на двойной цели. J. Struct. Англ. 139, 251–263. DOI: 10.1061 / (ASCE) ST.1943-541X.0000622

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Центр ветроэнергетики и инженерии. (2006). Рекомендация по усовершенствованной шкале Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

Google Scholar

Hip vs Gable Roof В чем их разница?

Шатровая и двускатная крыша В чем их разница? Основная цель крыши над вашей головой - защитить ваш дом и вас от всего постороннего содержимого.Обычно большая часть крыш имеет наклонную форму, так что вода, мокрый снег и тающий снег могут стекать в водосточную систему. Однако существуют различные варианты конструкций крыш, которые могут сделать ваш дом красивым и повлиять на его эффективность.

Обычно в некоторых районах разных городов используются шатровые и двускатные крыши. Основное отличие двух крыш - наклоны по бокам. На шатровой крыше все стороны спускаются к стене дома.Однако в двускатных крышах два треугольных ската проходят от нижней части карниза крыши до вершины ее конька. Мы здесь, чтобы помочь вам разобраться в разнице между двускатной и вальмовой кровлей.

Что такое шатровая крыша?

Бедро без вертикальных концов. Это означает, что у него есть наклоны со всех сторон, и все они встречаются на вершине крыши и образуют там квадратную структуру. Однако, если конструкция представляет собой прямоугольник, уклон заканчивается внутрь, образуя гребень со смежными сторонами.

Кроме того, легко определить разницу между двускатной и вальмовой крышей, проверив, что все стороны крыши имеют уклон вниз к стенам дома, а стены находятся под карнизом со всех сторон крыши.

Преимущества вальмовых крыш

Вальмовые крыши более устойчивы, а наклон внутрь со всех четырех сторон делает их прочными и долговечными.

Недостатки шатровых крыш

Они дороже, чем двускатные крыши, имеют сложную конструкцию и требуют больше навыков и материалов для их установки.

Варианты вальмовой крыши

Вот некоторые из доступных вам вариаций вальмовой крыши:

  • Половатная крыша: Обычно это надстройка к двускатной крыше. Это происходит, когда конец двускатной крыши включает полувальмовый участок на краю ската.
  • Крыша павильона: Эта крыша представляет собой квадратную конструкцию, в которой стороны соединяются, образуя один пик в центре.
  • Мансардная крыша: Эта крыша имеет наклоны под разными углами, обычно более пологие наверху и точку обрыва посередине.

Что такое двускатная крыша?

Двускатная крыша имеет структуру треугольных скатов, которая простирается от низа карниза до пика конька. У двускатной крыши всего два ската, а остальное пространство заключено в стенах дома. Они также носят другое название, то есть скатные или остроконечные крыши, и это одни из наиболее распространенных типов крыш для жилых домов.

Преимущества двускатных крыш

Они отлично справляются с проливанием воды, снега и другого мусора и предлагают много места для чердаков.У них легкая конструкция и простой способ постройки.

Недостатки двускатных крыш

Двускатные крыши подвержены повреждениям при сильном ветре и снегопаде, что может быть проблематичным во время ураганов. Сильный ветер может создать приподнятую над фронтонами высоту, что приведет к отслоению крыши.

Варианты двускатной крыши

Некоторые из вариантов двускатной крыши:

  • Передняя двускатная крыша: Это одна из наиболее распространенных конструкций, используемых на протяжении десятилетий, когда передняя часть дома является фронтальной и входная дверь под этим фронтоном.
  • Поперечно-двускатная крыша: Эта крыша состоит из двух или более линий двускатной крыши, пересекающихся под углом, что обычно наблюдается в домах с разными крыльями или пристроенном гараже.
  • Голландская двускатная крыша: Это смесь двускатной и четырехскатной крыши, при этом двускатная крыша размещена поверх четырехскатной крыши, что дает больше места на чердаке.