Особенностью шатровой крыши является то, что у нее есть коньковый узел, а конька, как составного элемента крыши, она не имеет. Коньковый узел представляет собой место, где соединяются все четыре ската. Четырехскатная крыша для беседки очень часто имеет шатровый тип кровли. Стропильная система такой крыши для жилого дома образована системой накосных стропил и нарожниками.

Если в ранее разрабатываемом проекте учитывалась возможность установки центральной стойки, тогда проектирование и монтаж крыши можно осуществлять по принципу наслонных стропил. Если же в проекте этого задумано не было, то можно сооружать крышу при помощи системы висячих стропил.

Перед тем, как начинать монтаж такой крыши, необходимо проверить, все ли хорошо с правильностью размеров стен. Например, если стены вдруг окажутся разной высоты, то в таком случае сделать крышу шатрового типа будет попросту невозможно.

Чтобы понять, все ли в порядке со стенами, необходимо измерить их диагонали. В случае если они не равны, необходимо будет прибегать к некоторым хитростям, чтобы  «выровнять» стены.

В этом случае при укладке мауэрлата нужно постараться уложить его так, чтобы углы со стенами казались прямыми. Конечно, для этого потребуется изрядно потрудиться, но без выпрямления стен невозможно будет добиться сведения всех элементов крыши в одну точку. А это очень важно, ведь если «завалить» хотя бы один скат, то нагрузка будет распределяться неравномерно, что может привести к будущему обрушению крыши.

Установка стропильной системы, начинается с того момента, когда с разных сторон, парами устанавливают накосные стропила. Диагональные стропила всей конструкции такого типа обязательно должны держать упор на мауэрлате, при этом должны быть использованы шпренгели.

На самом последнем шаге закрепляются нарожники. Крепление нарожников из досок выполняется прямо к накосным стропилам с использованием брусков.

В данной статье были рассмотрены разные типы четырехскатных крыш. Все они имеют примерно одинаковые принципы постройки. Но в отдельных случаях, как, например, при возведении шатровой крыши имеется ряд особенностей, которые присущи исключительно этому типу кровли. Чтобы увидеть, как выглядят четырехскатные крыши, нужно всего лишь в строке поиска ввести запрос: «четырехскатная крыша фото».

Но нужно помнить, что вальмовые или четырехскатные крыши, это довольно сложный тип крыши в плане монтажа и отделки, поэтому лучше всего для проектирования и строительства этого вида крыш воспользоваться помощью профессионалов, которые всегда помогут и сделают ваш дом более надежным, комфортным и приносящим покой вам и вашим близким!

особенности, плюсы, минусы — ВикиСтрой

Под вальмовой крышей подразумевается кровля с четырьмя скатами. Два из них, торцовые, отличаются треугольной формой и называются вальмами, что и дало название этому виду крыши. Такие треугольные торцовые скаты в классической вальмовой кровле идут от конька до карниза. Остальные два ската имеют форму трапеции.

Есть ещё полувальмовые крыши: голландские — скаты-вальмы представляют собой укороченный треугольник, основание лежит не как обычно на обвязке или мауэрлате, а на верхней балке фронтона и имеет вид трапеции; датские — вальма тоже представляет собой трапецию, но опирается на мауэрлат, вверху, до конька, имеется небольшой фронтон.

Мы упоминали о таких разновидностях вальмовой крыши, когда рассказывали о том, какие в принципе виды кровельных систем существуют.

Отдельно стоит упомянуть о шатровых крышах, которые довольно часто используются именно для беседок, так как отлично подходят для конструкций в форме квадрата. Шатровая крыша смотрится весьма привлекательно, выделяя дом или беседку, подчёркивая её правильную форму. Все четыре стороны такой кровли внешне очень похожи на пирамиды и обладают треугольной формой.

Преимущества вальмовой крыши:

Нельзя не рассказать и о недостатках вальмовой кровельной системы:

Что касается покрытия вальмовой кровельной системы, то оно может быть любым. Вы можете выбрать металлочерепицу, Ондулин, мягкую черепицу, обычный шифер, мембрану… Следует только правильно выбрать наклон, учитывая вид кровельного материала. Кроме того, при выборе угла наклона специалисты советуют учитывать особенности климата региона. Если в вашей местности зимой не редкость сильные снегопады, то его следует сделать большим, чтобы снег сходил легче. А если у вас преобладают сильные ветра, а погода достаточно сухая и жаркая, можно выбрать минимальный угол наклона — до 5 градусов.

Мастера советуют брать для строительства вальмовой кровли пиломатериалы из сосны и лиственницы. Причём все доски и брус следует предварительно обработать антисептиками и антипиренами, чтобы защитить натуральную древесину от возможного возгорания, плесени, грибков и других воздействий.

Резюмируем — все недостатки вальмовой кровли нельзя назвать критическими, они вполне разрешимы. Зачастую владельцы решают немного повысить бюджет строительства крыши, но зато получить максимально надёжную, долговечную и привлекательную конструкцию.

рмнт.ру

Вальмовая крыша

Решая задачу выбора крыши для своего собственного дома (из газобетона, кирпича или дерева), каждый частный застройщик начинает искать варианты кровель, чтобы хоть чем-то отличиться от соседей. Вариантов, в принципе не так много, но если дело стоит о таком понятии, как возведение крыши своими руками, то оптимальный вариант – это вальмовая кровля. Почему именно она?

Достоинства и недостатки вальмовой крыши

• В конструкции вальмовой кровельной системы отсутствуют вертикально стоящие элементы. А это говорит о том, что данная конструкция очень устойчива. Поэтому ей не страшны никакие ветровые нагрузки, они часто боковые, поэтому вертикальные стойки подвергаются большим нагрузкам. А из, как было сказано выше, в вальмовой системе нет.
• Угловые ребра, они же коньки между скатами, это, по сути, ребра жесткости, которые будут сдерживать не только боковые, но и вертикальные нагрузки от тяжести снегового слоя.
• К тому же у этой крыши четыре ската, то есть, площадь крыши равномерна распределена по всем сторонам света. А это значит, что солнце будет равномерно в течение всего дня нагревать подкровельное пространство. То есть, нет перегрева на отдельных частях крыши.
• Под вальмовой площадью обычно обустраивается пространство под жилые и хозяйственные помещения. То есть, дом, возведенный из газобетона или кирпича, станет более функциональным. В некоторых ситуациях это одно из самых правильных решений, когда дело касается увеличения полезной площади дома.
• И, конечно, сама вальмовая крыша – это презентабельный внешний ее вид, который переходит на внешний вид всего дома.

Правда, необходимо отметить, что данная конструкция кровли имеет и свои недостатки.

• По сравнению с большинством видов крыш вальмовая является одной из затратных. Здесь имеется в виду не только финансовые расходы, но временные и трудовые. По сравнению с двускатной вальмовая возводится в три раза дольше. Приплюсуем сюда большое количество расходуемых материалов. Но это стоит того.
• Опять-таки по сравнению с той же двускатной крышей вальмовая создает под собой пространство с меньшей полезной площадью. За счет четырех скатов, а не двух.
• Самостоятельно сделать вальмову кровлю достаточно сложно.

Устройство вальмовой крыши

Свое название данная кровельная конструкция получила за счет того, что в ее состав входят два треугольных ската, которые в среде специалистов называются вальмами, что в переводе с немецкого – стог сена. Получается так, что крыша имеет четыре ската: два основных (они и по размерам обычно больше) – трапециевидных, и два треугольных. Основные скаты упираются верхними краями стропил в конек крыши, вальмы упираются стропилами в ребра (наклонные коньки), и только одна стропила упирается в край конька.

Внимание! Если длина дома из газобетона или других материалов имеет большой показатель, то необходимо под коньковый брус обязательно установить опорные стойки.

Их можно устанавливать или на стену, или на специально смонтированный продольный брус, который является неотъемлемой частью кровельной системы.

Если рассматривать конструкцию вальмовой крыши без кровельного материала, то это коньковый брус, который подпирается ребрами, формирующими границы скатов. Это и есть основной каркас конструкции. Все остальное прилагается, как вспомогательные элементы. Хотя стропилам уделяется особое внимание, ведь именно от их качества и правильной установки будет зависеть конечный результат, а точнее сказать, презентабельность внешнего вида дома из газобетона или кирпича.

Что очень важно, так это правильно выбрать угол наклона вальмовой кровли. При этом учитывается достаточно большое количество внешних факторов. Здесь и природные нагрузки, и геометрия кровельного материала, его вес, и материалы, которые отвечают за утепление и защиту внутреннего пространства. Но многие проектировщики подходят к выбранному углу с точки зрения, будет ли под крышей полезная площадь, необходимая заказчику в качестве жилой или хозяйственной. И часто случается так, что угол наклона скатов выбирается, не учитывая природных нагрузок. В этом случае придется просто усиливать конструкцию крыши, а значит, увеличивать бюджет на ее возведение.

Последовательность строительства вальмовой крыши

Чтобы было понятно, как возводится вальмовая крыша, необходимо знать последовательность проведения строительных операций. Не будем вникать во все подробности процесса, нас будут интересовать только алгоритм действий.

• Устанавливается коньковый брус на вертикальные стойки опоры.
• Укладываются диагональные стропила, которые одним краем упираются в угол дома, образующийся двумя смежными стенами, а вторым верхним краем упираются в край конькового бруса.
• Затем очередь за рядовыми стропилами, которые образуют плоскость трапециевидного ската крыши дома из газобетона.
• Здесь же устанавливаются нарожники – это короткие стропила, которые опираются на диагональные ребра. После чего можно считать, что трапециевидные скаты готовы.
• Переходим к треугольным скатам. В первую очередь устанавливаются стропильные ноги, которые будут опираться на край конькового бруса.
•  После чего устанавливаются и нарожники.

Внимание! Все стропильные ноги и нарожники в том числе должны выступать за пределы карниза на 30-70 см, образуя тем самым свес кровли.

В принципе, стропильная система и готова, остается лишь уложить и закрепить элементы обрешетки с укладкой всего кровельного пирога, а это утеплитель, паро- и гидроизоляция. На что необходимо обратить внимание, сооружая вальмовую крышу.

Во-первых, все деревянные элементы должны соответствовать определенным размерам. К примеру, коньковый брус должен быть сечением не меньше 150х150 мм. Это относится и к вертикальным стойкам. Стропильные ноги – это доски сечением 150х50 мм, если появляется необходимость увеличить прочность стропильной конструкции, то используют сдвоенный вариант, где две доски просто соединяются между собой в виде бруса.

Во-вторых, специалисты рекомендуют после сооружения кровельной конструкции, еще до укладки всего пирога и кровельного материала, провести обработку деревянных элементов антисептическими и антипиренными составами. Первый отвечает за защиту древесины от пагубного воздействия различных вредоносных микроорганизмов, второй увеличивает сопротивляемость огню.

В-третьих, современный подход к строительству любых видов крыш – это крепление их элементов специальными металлическими профилями при помощи саморезов. Именно они позволяют провести весь процесс быстро, при этом не снижая качества конечного результата.

Многим может показаться, что в монтажном процессе вальмовой крыши ничего сложного нет. Это только на первый взгляд. Это на самом деле сложный и ответственный технологический процесс, связанный с большим количеством различных элементов, которые необходимо правильно установить и закрепить. Практика показывает, что установка сопряжена с большим количеством подгонок под необходимые размеры, поэтому постулат – семь раз отмерь и один раз отрежь – здесь как нельзя лучше всего подходит. Поэтому часто новички, пытающиеся сделать вальмовую кровлю своими руками, делают много ошибок, что приводит к непредвиденным расходам строительного материала.

Вальмовая крыша для квадратных домов

Конечно, вальмовая крыша предназначается для любых видов домов из газобетона. Но именно для квадратных она предпочтительнее. И когда проектировщики начинают создавать проект квадратного дома, то они сразу предлагают заказчику именно вальмовый вариант кровли в независимости, будет ли под крышей жилая мансарда или нет. И если размеры вашего дома из газобетона – это 12х12 м или 10х10 м, то данная конструкция – оптимальный вариант.

Кстати, одна из разновидностей вальмовой кровли – шатровая. В ее конструкции отсутствуют трапециевидные скаты (все треугольные), но в любом случае она считается вальмовой, хотя многие неспециалисты это путают, считая шатровую, как отдельный вариант. Так вот именно шатровая кровля чаще других устанавливается на квадратных площадях. Это и беседки, и веранды, и пристройки к домам из газобетона.

Что касается сооружение пристройки, то, как показывает практика, обычно для их покрытия используют или односкатный вариант кровельной конструкции, или именно шатровый. Хотя вариаций на тему пристройки и ее крыши достаточно много. Посмотрите на фото выше, где крыша пристройки (слева) чисто вальмовый вариант. Конечно, это не полная вальмовая конструкция, а половинчатая, но в конструктивном плане, да и по схеме сооружения, это вальмовая крыша.

Пристройки из газобетона разного типа требуют специального подхода к решению выбора и строительства кровли. К примеру, для пристройки с балконом лучше всего устанавливать кровлю, чтобы ее свес закрывал сам балкон. Это, конечно, увеличит расходы, потому что свес кровли придется увеличивать до размера ширины балкона, а, точнее, даже больше ширины, чтобы над самим балконом был свес. Но, с другой стороны, получается законченность архитектурной составляющей всего дизайнерского оформления дома из газобетона.

Встречаются, правда, проекты, в которых один большой квадратный дом и пристройки в одном комплексе. Как в этом случае поступить, какую конфигурацию кровли выбрать? Здесь два варианта:

1. Накрыть дом и пристройки одной вальмовой крышей.
2. Сделать крышу дома вальмовой, а пристройки закрыть односкатной конструкцией. Хотя пристройки могут быть накрыты любой формой, здесь все решает фантазия и технические возможности.

Но в любом случае необходимо четко следовать правилам и нормам строительства. Начнем с того, что крыша определяет внешний вид строения. Поэтому очень важно правильно соблюсти пропорции между габаритными размерами дома и размерными показателями самой кровли. Необходимо добиться того, чтобы все сооружение смотрелось гармонично. Многие могут сказать, что сложная крыша, к которой относится и вальмовая, лучше всего подойдет для больших домов, для небольших коттеджей лучше использовать конструкции поскромнее. Все будет зависеть от проектировщика, от его опыта и умения совместить в единое вроде бы несовместимые вещи. Даже небольшой одноэтажный коттедж с вальмовой крышей будет смотреться прекрасно. Посмотрите на фото выше, вот вам маленький загородный коттедж, прекрасно смотрится.

И еще один вариант кровли, которая носит название полувальмовая. Это разновидность вальмовой, но в ее конструкции есть определенные изменения. Они касаются треугольных скатов, которые являются обрезанными. То есть, сам скат не доходит до карниза. Под ним образуется своеобразный фронтон, на котором обычно устанавливают окна для мансарды. Посмотрите на фото выше, вот эта конструкция.

Заключение по теме

Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить, что вальмовый вариант крыш сегодня очень популярен, особенно в частном домостроении. Это на самом деле красивые и необычные крыши, под которыми можно организовать мансардное помещение. Добавим и прекрасные технические характеристики конструкции, плюс возможность использования любых кровельных материалов для покрытия конструкции. И последнее, в каркасном домостроении вальмовая кровля используется нечасто.

Вальмовая крыша ее преимущества и недостатки

Выбор кровельного материала следует начинать с определения угла наклона Вашей кровли. Конечно можно пренебречь данным правилом, но это повлечёт увеличение затрат на обустройство подкровельной гидроизоляции, конструктивных элементов, потребует дополнительной герметизации нахлестных зон. Каждый кровельный материал имеет требования к минимальному углу наклона, которые устанавливаются производителем согласно испытаниям. Кроме того на крышах с малым уклоном не будет видно самого кровельного материала и смысл переплачивать за эстетические свойства пропадает.

Вид кровельного материала важен при обустройстве вальмовой крыши. В виду того что на данном типе крыш особенно много угловых скатов, целесообразнее использовать штучные материалы. Применение листовых материалов ведет к большому количеству отходов. 

Конструктивные особенности также стоит учитывать при выборе материала. Все элементы дома должны выдерживать нагрузки как своего веса, так и внешние, такие как снеговые и ветровые нагрузки. Так как кровля является конечным этапом строительства здания нужно учесть тип фундамента, стен, стропильной системы, какие нагрузки они способны выдержать и согласно этого подбирать кровельный материал. 

Внешний вид является одним из главных факторов при покупке кровельного материала. На рынке представлено большое разнообразие кровельных материалов разных видов, производителей, моделей и цветов от самого простого шифера и профлиста, до керамической черепицы и респектабельного кровельного сланца. Возможно захочется выделиться на общем фоне и сделать деревянную или тростниковую кровлю. Прежде всего кровля должна нравиться Вам, так как именно Вы будете видеть ее каждый день и именно Ваш дом она будет украшать.

Долговечность еще одно качество на которое стоит обратить Ваше внимание. Основную долю этому качеству задает прежде всего монтаж и последующая эксплуатация материала, но следует ознакомиться и с гарантийными обязательствами производителя, а также на то как данный материал ведет себя на других домах в Вашем регионе. Следует учесть что у каждого вида кровельного материала есть множество производителей, которые используют при изготовлении различное сырье, которое и задает срок службы материала. С виду одинаковая металлочерепица или другой материал может в корне отличаться по температуре эксплуатации, физико-химической стойкости, цветостойкости, которые и определяют долговечность материала. Кроме того следует учесть близость к крупным водным артериям, особенно с соленой водой и источникам химических выбросов, таких как крупные автомагистрали, вредные производства и исходя из этого подбирать материал.

Следующим момент, который нужно учесть это стоимость кровельного материала и всех необходимых доборных элементов. Помните стоимость основного кровельного материала это процентов 60-70, как правило, от всей стоимости материалов, не считая стоимости водосточной системы. Также следует учесть стоимость работ по монтажу данного кровельного покрытия. Важным фактором является какое количество отходов будет в процессе монтажа, это особенно заметно при строительстве вальмовой крыши.

Вальмовая крыша отличный вариант для регионов с сильными ветрами. Выбирая кровельный материал учтите количество отходов, которое будет в процессе монтажа, несущую способность материала и всей конструкции в целом. 

Вальмовая крыша против двускатной крыши — плюсы и минусы каждого типа крыши

Вальмовая крыша против двускатной крыши — что подойдет для вашей собственности?

Форма вашей крыши будет определять ее характеристики. По сути, цель крыши вашего дома — защитить всю конструкцию и уберечь интерьер от резких внешних воздействий. Большинство крыш жилых домов имеют естественный уклон, чтобы обеспечить адекватный дренаж воды во время дождя или во время шторма.

Форма крыши может обеспечить дополнительное жилое пространство, а также сделать ваш дом более устойчивым, энергоэффективным, защищенным от атмосферных воздействий и эстетичным.Формы крыш могут варьироваться от простых плоских крыш до очень сложных конструкций. Двумя наиболее распространенными скатными крышами являются вальмовые и двускатные.

Вальмовые и двускатные крыши имеют свои достоинства и являются популярным вариантом кровли для австралийских домов. Если вы строите новый дом или планируете заменить крышу в существующем доме, возникает большой вопрос: что лучше: вальмовая или двускатная крыша?

При выборе конструкции и формы крыши необходимо учитывать структуру дома, его расположение и общие элементы дизайна собственности.Часто все сводится к личным предпочтениям в эстетике. Однако у каждого стиля кровли есть свои плюсы и минусы, о которых мы поговорим в этой статье. Начнем с основ.

Вальмовая крыша, популярная в Австралии, представляет собой форму крыши с тремя или более скатными плоскостями, в зависимости от конструкции дома. Все плоскости наклонены вниз от конька наверху вальмовой крыши. Наклон вальмовой крыши обеспечивает исключительный дренаж и дополнительное пространство для хранения / чердака.

Шатровая крыша будет иметь скаты с каждой стороны, что означает, что обычно есть три или четыре стороны равной длины, которые сходятся наверху, образуя гребень. Прочные, прочные и долговечные вальмовые крыши — отличный вариант для районов с сильным ветром. Шатровые крыши особенно популярны в прибрежных районах Австралии, однако подходят для всех типов климата.

Вальмовые крыши допускают различный дизайн и могут быть созданы по-разному, чтобы соответствовать структуре дома.К наиболее распространенным типам вальмовых крыш относятся:

Простые вальмовые — спроектированы с многоугольником с двух сторон и треугольником с двух сторон. Все четыре стороны сходятся наверху крыши, образуя простой гребень.

Cross Hip — популярная разновидность вальмовой крыши, которая имеет пологий скат со всех четырех сторон. Для креста две вальмовые крыши расположены в форме буквы «L» или «T» и установлены перпендикулярно друг другу.

Двускатная крыша имеет культовую остроконечную треугольную форму.Двускатные крыши, также известные как «остроконечная» крыша, представляют собой классическую кровельную конструкцию, состоящую из двух равных плоскостей крыши, соединенных центральным гребнем. Двускатные крыши легко узнаваемы по треугольной форме с крутыми наклонами и большим пространством для хранения вещей на верхнем уровне или чердака.

Есть несколько различных типов двускатных крыш с различной конструкцией. К наиболее распространенным вариантам двускатной крыши относятся:

Боковой фронтон — Базовая скатная крыша с двумя одинаковыми панелями, скошенными под углом, встречающимися на коньке наверху в середине здания, как треугольник.Верхнюю часть можно оставить открытой для открытой двускатной крыши или закрыть для коробчатой ​​двускатной крыши.

Crossed Gable — Две двускатные секции крыши, соединенные под прямым углом. Два выступа полностью перпендикулярны друг другу и образуют две (или более) линии крыши, которые пересекаются и образуют Т-, Г-образную или крестообразную форму.

Есть несколько различий между шатровой и двускатной крышей.Начнем с того, что с точки зрения дизайна двускатная крыша имеет гораздо более простой процесс проектирования и строительства. Кроме того, шатровые крыши, как известно, лучше справляются с сильными ветрами и экстремальными погодными условиями. Вот плюсы и минусы вальмовой и двускатной кровли:

• Хорошо подходит для мест, где бывают сильные ветры и суровые погодные условия

• Постоянный карниз и водосточные желоба на всем протяжении около

• Можно комбинировать с крышами других форм для получения сложных конструкций

• Можно построить практически из любого типа кровельного материала, включая черепицу, металл, черепицу

• Обеспечить красивый дизайн крыши

• Сложно спроектировать и построить

• Дороже, чем двускатные крыши

• Меньше чердака или места для хранения на крыше из-за наклона со всех сторон

• Просто проектирование и строительство

• Экономичное решение для кровли

• Обеспечивает достаточно места на чердаке / крыше

• Хорошая вентиляция с с двускатными вентиляционными отверстиями

• Можно комбинировать с другими формами кровли

• Можно построить практически с любым типом кровельного материала, включая черепицу, металл, черепицу

• Склонность к повреждению в сильный ветер

• Простая конструкция может быть не эстетичной

Стоимость шатровой и двускатной крыши будет варьироваться и будет зависеть от дизайна и конструкции.Ввиду того, что вальмовая крыша требует более сложной конструкции и конструкции, вальмовая крыша будет стоить дороже, чем двускатная. Вальмовые крыши требуют больше материалов, дополнительных швов, большего планирования и больше труда, чем строительство двускатной крыши. У двускатной крыши две стороны, у вальмовой — четыре.

Даже если квадратные метры крыши будут такими же или очень похожими, подрядчику потребуется больше времени и труда, чтобы построить шатровую крышу, что сделает ее более дорогостоящей. Когда дело доходит до стоимости вальмовой крыши по сравнению с расходом на двускатную крышу, по своей природе двускатные крыши проще, менее трудозатратны и менее затратны в строительстве.Однако, если вы живете в районе, подверженном суровому климату, вальмовая крыша будет более прочной и сможет противостоять плохим погодным условиям; требует меньше работы и дорогостоящего ремонта, чем двускатная крыша в тех же условиях.

Итак, вот и все — анализ плюсов и минусов вальмовой и двускатной кровли. Если вы живете в районе с сильными ветрами, для вашей собственности лучше подойдет шатровая крыша. Если вам нужен простой дизайн, возможно, лучше будет остановиться на классической двускатной крыше.

Что бы вы ни выбрали, лучше всего обратиться в профессиональную кровельную компанию, такую ​​как Vertec Roofing, чтобы дать квалифицированный совет, который будет наиболее логичным решением для вашей собственности. Опираясь на профессионального подрядчика по кровельным работам, который поддержит ваше решение, означает полагаться на квалифицированный ремонт кровли и восстановление кровли.

В Vertec Roofing мы верим в поиск идеального кровельного решения для каждого клиента с учетом его требований к дизайну, эстетических требований, окружающей среды и бюджета.Независимо от того, строите ли вы новый дом или перепроектируете старую крышу, мы проведем вас через весь процесс, гарантируя, что вы не столкнетесь с неожиданными расходами.

Вальмовая крыша против двускатной крыши | Кровля для коммерческих и жилых помещений

Независимо от того, говорим ли мы о коммерческой или жилой кровле, существует большое разнообразие стилей и материалов кровли. Некоторые из наиболее распространенных стилей крыш — это вальмовые и двускатные крыши. Но в чем отличия? Каковы плюсы и минусы? Здесь мы сравниваем шатровую крышу и двускатную крышу.

Что такое шатровая крыша?

Вальмовая крыша или шатровая крыша имеет скат со всех сторон к стенам. Обычно высота звука пологая.

Популярность

Вальмовые крыши — излюбленный стиль крыш в Северной Америке. Владельцы дома и бизнеса любят шатровую крышу, потому что она имеет чистый, современный вид и очень прочная.

Стоимость

Вальмовые крыши обычно стоят дороже, чем двускатные. Конструкция более сложная и использует больше материалов.

Средняя стоимость вальмовой крыши составляет от 20 000 до 50 000 долларов.Варианты зависят от уклона, материала, уклона и площади крыши. Типичные затраты составляют от 8 до 12 долларов за квадратный фут.

Преимущества вальмовой крыши

При сравнении преимуществ вальмовой крыши по сравнению с двускатной крышей, вальмовые крыши более устойчивы, чем двускатные. Наклон всех четырех сторон внутрь делает его более прочным и долговечным. Это несомненное преимущество в условиях экстремального климата. Вальмовые крыши отлично подходят как для сильных ветров, так и для заснеженных территорий. Наклон крыши позволяет снегу легко соскальзывать, не оставляя стоячей воды.

Вальмовые крыши предлагают возможность увеличения жилой площади. Можно добавить еще одну историю, установив слуховые окна или вороньи гнезда.

Вальмовые крыши могут быть построены в различных вариантах, в том числе:

• Простая вальмовая крыша: Простая вальмовая крыша, также известная как квадратная вальмовая крыша, является наиболее распространенным типом вальмовой крыши. У него есть многоугольник с двух сторон и треугольник с двух других сторон. Стороны сходятся вверху, образуя простой гребень.
• Шатровая пирамида : Также простая конструкция вальмовой крыши, шатровая пирамида названа так, потому что выглядит как пирамида.Наверху есть единственная вершина. Типичный пример — пирамидальная крыша над беседкой. Это еще называют крышей павильона.
• Крестовина вальма: Подобно крестовой двускатной крыше, эта конструкция часто используется в домах с разными крыльями. Линия, где встречаются две крыши, называется долиной.
• Мансардная крыша: На мансардной крыше каждая сторона крыши имеет два ската, причем нижний уклон круче верхнего.
• Комбинированная крыша: Эта конструкция похожа на мансардную крышу, за исключением того, что она расширяется внизу полностью вокруг крыши.Нижний уровень крыши находится на гораздо меньшем уклоне.
• Крыша Jerkinhead: Также известная как полувальмовая крыша, эта конструкция имеет укороченные с двух сторон стороны.

Недостатки вальмовой крыши

Вальмовые крыши дороже в строительстве, чем двускатные.

Вальмовая крыша — более сложная конструкция, требующая больше строительных материалов и труда. Если добавить слуховые окна, это создаст швы и впадины. Они должны быть тщательно закрыты и проверены, иначе они могут вызвать скопление дождевой воды и утечки.

Облицовка торцевых стен слуховых окон должна быть правильно и надежно установлена.

Что такое двускатная крыша?

Двускатная крыша имеет форму буквы A. Также известная как скатная или остроконечная крыша, двускатная крыша характеризуется своей треугольной формой на конце. Это называется фронтоном.

Популярность

Двускатные крыши — один из самых популярных типов во многих американских сообществах. Их можно увидеть в домах Новой Англии и восточного побережья Канады.Среди известных примеров — «Дом семи фронтонов» Натаниэля Хоторна и «Энн из Зеленых крыш» Люси Мод Монтгомери.

Стоимость

Средняя стоимость постройки двускатной веранды составляет от 16 до 30 долларов за квадратный фут. Если уклон выше или дом или офис имеют необычную планировку, расходы могут увеличиться.

Преимущества двускатной крыши

Если вы живете в районе, где много дождя или снега, двускатные крыши отлично подходят для отвода влаги, поэтому утечек не возникает.

Чердак или сводчатый потолок создают лучшую вентиляцию. Это уменьшает образование конденсата, плесени или грибка.

Простая конструкция двускатной крыши делает ее менее дорогой и трудоемкой, чем многие другие конструкции крыш.

Двускатные крыши могут иметь различные конструкции, в том числе:

• Боковой фронтон : две равные панели или наклонные стороны под углом.
• Скрещенный двускатный : две части двускатной крыши пересекаются под прямым углом.Перекрещенный фронтон часто используется в домах Кейп-Код и Тюдоров.
• Фронтальная двускатная крыша : у входа в дом. Это часто используется в домах в колониальном стиле.
• Голландский двускатный : сочетание двускатной и вальмовой крыши. Двускатная крыша находится на шатровой крыше.
• Gambrel: Это двускатный вариант мансардной крыши. Крыши Gambrel популярны на сараях.
• Соляной ящик : Эта конструкция крыши встречается во многих домах в колониальном стиле. Он имеет открытую двускатную крышу.Один конец выходит дальше другого. В результате получается асимметричная крыша. Таким образом создается больше места.

Недостатки двускатной крыши

Если вы живете в районе, где вероятны сильные ветры или ураганы, двускатная крыша может быть не лучшим выбором. Двускатные крыши должны быть тщательно сконструированы с хорошей опорой, иначе крыша может обрушиться при сильном ветре. Сильный ветер может также отслаивать кровельные материалы от двускатных крыш. Свес также может позволить ветрам создать приподнятие, которое отделит крышу от стен.

Вальмовая крыша против двускатной крыши

У обоих типов крыш есть свои плюсы и минусы. Принимая решение, учитывайте такие факторы, как снижение привлекательности, стоимость и погодные условия.

Вальмовая крыша немного дороже, чем двускатная. Это потому, что конструкция требует большего количества кровельных материалов. Конструкция также означает, что больше отходов из-за обрезки углов и выступов на вальмовой крыше. Однако вальмовую крышу построить проще, чем двускатную, поэтому затраты на рабочую силу будут ниже.

Если вы хотите использовать чердак для дополнительных спален или офисных помещений, вальмовая крыша позволяет добавить слуховые окна.

Двускатная крыша обеспечивает лучшую вентиляцию. Это может привести к уменьшению конденсации и уменьшению вероятности образования плесени или грибка.

Конструкция вальмовой крыши в некоторых случаях может предлагать некоторые страховые выплаты.

По ветровым характеристикам четырехскатная крыша превосходит двускатную. Однако в заснеженных районах двускатная крыша достаточно крутая, чтобы снег мог соскальзывать там, где снег накапливается на шатровой крыше.

Почему выбирают B&M Roofing?

Независимо от конструкции крыши, которую вы выберете, регулярное техническое обслуживание кровельной системы имеет решающее значение для долговечности вашей крыши. Выбор опытного специалиста по осмотру, ремонту и замене кровли, который знает погодные условия в вашем районе, обеспечит здоровье вашей крыши.

В течение семидесяти пяти лет успешного обслуживания крыш в Колорадо компания B&M Roofing гордится своим тщательным обслуживанием.

Чтобы получить дополнительную информацию об обслуживании, ремонте и замене крыши в вашем доме или офисе в Колорадо или узнать бесплатную смету, позвоните по телефону 303-816-0068 или заполните контактную форму.

Преимущества вальмовой крыши

Что такое шатровая крыша?

Самыми распространенными видами крыш являются двускатные и вальмовые. Оба стиля — два из самых простых конструкций кровли и, возможно, два самых простых в применении в доме или здании. Вальмовая крыша имеет четыре ската, которые пересекаются наверху, образуя верхнюю часть крыши. По сути, крыша находится со всех четырех сторон дома, в то время как двускатная крыша установлена ​​над передней и задней частью здания без скатов по бокам.

Структура и форма вальмовой крыши уникальны и предоставляют домовладельцам и владельцам зданий множество преимуществ. При строительстве новой крыши в первую очередь следует учитывать стиль вальмовой крыши. Не зря он входит в число самых популярных кровельных конструкций.

Устойчивость

Несмотря на то, что традиционная двускатная крыша является популярным дизайнерским выбором, вальмовая крыша имеет преимущество перед двускатной крышей, которую можно найти на другой стороне пруда в Европе и здесь, в Северной Америке, в области устойчивости.Вальмовая крыша окружает дом внутренними наклонами со всех четырех сторон конструкции, и то, как она спроектирована, укрепляет дом против внешних элементов.

Думайте об этом как о панцире, которая противостоит сильным ветрам, сильным штормам и большому количеству осадков, которые могут включать толстые слои снега или льда. Для домов, расположенных в суровом климате, шатровая крыша может добавить дополнительную поддержку и защиту от матери-природы. В этом может заключаться разница между дорогостоящим ремонтом после шторма и отсутствием необходимости беспокоиться о том, что ваша кровельная система выйдет из строя в чрезвычайной ситуации, связанной с погодными условиями.

Каналы вдали от воды

Крыша по своей основной функции предназначена для защиты дома от мусора и воды — для защиты снаружи. Вальмовая крыша имеет преимущество перед другими конструкциями в том, что она полностью отводит воду от фундамента дома. В то время как водосточные системы служат направляющими для стока на всех типах крыш, одна только вальмовая крыша обеспечивает попадание воды и мусора в водосточную систему из-за глубины ее уклона.

Конструкция является одной из самых эффективных в отводе воды и будет надежно направлять сток в желоба, предотвращая проникновение влаги.Наклонный дизайн также предотвратит просачивание, показывая, что черепица находится в отличном состоянии. Если вы тщательно проверяете свою кровельную систему, это не должно быть проблемой.

Дополнительно вы можете разместить водосточную систему в каждой нижней части крыши. На каждой стороне вальмовой крыши можно оборудовать водосточный желоб, поэтому, если ваша собственность борется с хорошим водостоком, вальмовая крыша, оснащенная желобами на каждой секции, решительно поможет в решении этой проблемы.

Больше полезной площади

Шатровая крыша позволяет легко добавить дополнительное жилое пространство.Вашим подрядчикам не составит труда добавить мансардное окно или воронье гнездо при установке вальмовой крыши в ваш дом. Они просто устанавливают конструкцию на уже существующий дом, прорезают крышу для пристройки и прокладывают водопроводные трубы и электричество в добавленное пространство. Это дает вам больше квадратных метров благодаря конструкции вальмовой крыши.

Готовность к погодным условиям

Если вы живете в районе, который испытывает неблагоприятные погодные условия, такие как ураганы с ужасными ветрами или холодные зимы, приносящие огромные массы снега и льда, то шатровая крыша будет работать вам.Вы увидите меньше проблем, вызванных погодными условиями, с шатровой крышей, во многом воспользуйтесь преимуществом ее устойчивости и крутого уклона.

У снега нет шансов задержаться на большинстве шатровых крыш из-за резкого наклона. Это означает, что вы можете избежать неприятностей, связанных с ледяной плотиной и причиняемого ею ущерба. Подобно тому, как шатровая крыша своим крутым уклоном отталкивает воду, снегопад будет сразу же соскользнуть, помогая регулировать внутреннюю температуру дома и продлевая срок службы крыши.

Вальмовые крыши лучше всего нейтрализуют воздействие сильных ветров. Для регионов, подверженных ураганам, шатровая крыша — это решение, которое стабилизирует дом от повреждений. Подрядчики часто советуют иметь уклон не менее 35 градусов для уменьшения восходящего потока, для чего конструкция вальмовой крыши отвечает всем требованиям.

На крышах с небольшим уклоном ветер сталкивается с эффектом сваливания, когда он пробивает крышу и прижимает крышу к стеновой плите из-за давления. Шатровая крыша имеет достаточно крутой уклон, поэтому она полностью перемещается вокруг проблем с восходящим ветром урагана, поэтому вы увидите некоторые дома полностью неповрежденными после урагана.Причина в том, что у них есть крыши с лучшим углом для борьбы с восходящим потоком.

Бесконечные варианты дизайна

Вальмовая крыша предлагает домовладельцам множество гибких конструкций, которые могут быть реализованы в базовой структуре. Вы можете включить два разных угла, превратив их в мансардную крышу, причем один из них круче другого, вы можете установить крышу с крутыми скатами, которые сходятся на вершине, или вы можете включить двускатную крышу с шатром и небольшим фронтоном, который позволяет упростить добавление окон.

Крыша этого типа также может выдерживать различные типы черепицы. Вы можете использовать практически любую текстуру или материал для гонта на вальмовой крыше, от шифера до глины и даже традиционного асфальта.

Всегда обращайтесь к профессионалам при замене крыши

Когда вы решаете, какая кровельная система подходит для вашего дома, всегда выбирайте профессионалов. Это важно для качества, безопасности и надежности. Наслаждайтесь своим домом долгие годы, зная, что у вас есть надежная крыша над головой.

В Feldco Roofing мы предлагаем революционный дизайн и трехслойную защиту, чтобы ваша крыша оставалась изолированной в течение всего года. При замене крыши наши установщики прошли обучение на заводе, имеют опыт и профессионализм, чтобы выполнить работу правильно. Поговорите со специалистом по продукту и получите бесплатное предложение онлайн уже сегодня.

Недавние сообщения

Как удалить листья с крыши?

Осень — прекрасное время года, но для домовладельца это еще и самое беспорядочное время.Вот как убрать эти надоедливые листья с крыши.

Что такое крутая кровельная система?

Даже если вы не знакомы с системой холодных крыш, вы, вероятно, заметили их в домах. Вот все, что вам нужно знать о системе прохладной крыши.

Какой цвет крыши лучше всего подходит для перепродажи?

Приняли ли вы решение переделать крышу, рассматривали ли вы окончательную дизайнерскую дилемму? При таком большом количестве вариантов возникает вопрос, какой цвет крыши выбрать.

Как не пускать животных на крышу навсегда

У вас на крыше нежеланные гости? Узнайте больше о том, как не подпускать животных к себе на крышу и что делать, когда это происходит.

Что такое шатровая крыша со стоячим фальцем?

Металлочерепица со стоячим фальцем — это долговечное кровельное решение, которое можно использовать как на вальмовой, так и на двускатной крышах.

Шатровая или шатровая крыша — это тип крыши, где каждая сторона крыши наклонена вниз к стенам. Вальма вальмовой крыши — это внешние углы, которые создают две смежные стороны в месте их пересечения.

Шатровые крыши, как правило, имеют довольно пологие скаты, а дома с шатровыми крышами могут также иметь двускатные части или слуховые окна.

Это пример вальмовой крыши

С другой стороны, двускатная крыша имеет крышу с двумя сторонами, которые наклонены вниз к стенам.Стены ограждают концы двускатных крыш, а сам фронтон является частью стены между двумя сторонами крыши.

Это пример двускатной крыши

Вальмовые крыши в целом более сложны, чем двускатные, и для них требуются стропила или фермы. Тем не менее, вальмовая крыша является самозатягивающейся и поэтому намного лучше подходит для районов, подверженных ураганам. Двускатные крыши менее сложные и менее дорогостоящие, но, как правило, более простые и более подвержены повреждениям от ветра.

Однако, если дом или конструкция не очень простые, большинство крыш, как правило, имеют несколько деталей и могут иметь как шатровую, так и двускатную крышу.

Металлические фальцевые крыши представляют собой панели, обычно вертикальные, которые проходят по всей длине крыши (от карниза до конька). Панели либо защелкиваются вместе, либо сшиваются вместе с помощью кровельной фальцевальной машины, которая соединяет панели вместе и создает водонепроницаемую поверхность кровли.

Фальцевую крышу можно узнать по приподнятым вертикальным швам в местах соединения соседних панелей.

Фальцовые крыши со стоячим фальцем могут быть установлены на вальмовых, двускатных или многоцелевых крышах.

Лучший способ увеличить прочность и долговечность металлических крыш — это работать с инженером или квалифицированным дистрибьютором / подрядчиком металлических кровельных систем. Вы можете найти дистрибьютора или подрядчика McElroy Metal здесь .

С 1963 года McElroy Metal предоставляет строительной отрасли качественную продукцию и отличное обслуживание клиентов. Штаб-квартира семейного производителя компонентов находится в Боссье-Сити, штат Луизиана., и имеет 13 производственных предприятий в Соединенных Штатах. Качество, сервис и производительность были краеугольным камнем философии бизнеса McElroy Metal и на протяжении многих лет способствовали успеху компании. Как предпочтительный поставщик услуг, эти ценности будут по-прежнему находиться в авангарде модели McElroy Metal наряду с сильной ориентацией на клиента.

15 преимуществ и недостатков вальмовой крыши — Green Garage

Вальмовая крыша имеет наклон вниз к стенам со всех сторон конструкции.Большинство шатровых подходов используют довольно пологий уклон для поощрения движения атмосферных осадков от дома, хотя шатровые крыши и крутые уклоны также подпадают под техническое описание этого типа.

Вальмовая крыша отличает отсутствие фронтонов или других вертикальных сторон. Из-за этого квадратные конструкции всегда имеют форму пирамиды. Если он находится на прямоугольной конструкции, то он всегда будет иметь четыре грани, которые почти всегда находятся на одном и том же склоне или наклоне.Это делает эту конструкцию одним из самых симметричных типов кровли, которые постоянно используются сегодня.

Вальмовые крыши обычно имеют сплошную облицовку, так что водостоки выравниваются по всему зданию. Многие конструкции имеют наклонные слуховые окна, что делает их обычным явлением для коттеджей и бунгало.

Если вы рассматриваете проект нового строительства, то следует учитывать следующие достоинства и недостатки вальмовой крыши.

Список преимуществ вальмовой крыши

1.Вальмовые крыши — это стабильный вариант для большинства конструкций.
Вальмовая крыша более устойчива, чем традиционные фронтоны, которые вы найдете в Европе и Северной Америке. Это преимущество связано с уклоном внутрь, который возникает со всех четырех сторон конструкции. Этот элемент дизайна помогает укрепить внешний вид, обеспечивая дополнительную устойчивость к ветру и осадкам. Хотя это может стоить немного больше, чем некоторые другие варианты, доступные сегодня, он обеспечивает дополнительную поддержку, в которой нуждаются некоторые дома, когда они сталкиваются со сложным климатом из-за своего географического положения.

2. Эффективно отводит осадки от конструкции.
Шатровые крыши достаточно эффективно справляются с выпадающими осадками. Он перемещает воду вниз по склону к желобу, который собирает все для распределения и слива с низким риском повреждения от влаги. Если черепица, металл или плитка находятся в отличном состоянии, просачивание не происходит из-за наклонной конструкции.

Это преимущество хорошо работает для заснеженных регионов с высоким уровнем накопления.Снег естественным образом движется вниз с крыши, а его вес способствует распределению вдали от конструкции. Это означает, что вы избегаете стоячей воды и избыточного давления, которое возникает из-за значительного накопления.

3. Под вальмовой крышей можно добавить дополнительное жилое пространство.
Вальмовые крыши могут обеспечить дополнительное жилое пространство, если вы построите слуховое окно или воронье гнездо по проекту. Это единственное дополнение служит комнатой, которая создает смотровую площадку наверху собственности. Его крыша стоит отдельно от остальной конструкции, но это легкое дополнение к дому, если вам нужно немного дополнительного пространства.Подрядчики могут разместить конструкцию поверх существующего дома, прорезать крышу и при необходимости подать к ней водопровод или электричество.

4. Вальмовые крыши могут использовать давление ветра для удержания конструкции на месте.
Если вы живете в регионе, который время от времени подвергается ураганам, то часто рекомендуется наклон в 35 градусов, чтобы уменьшить проблемы с подъемом. Когда есть крутой склон с шатровой конструкцией, то ветер сталкивается с эффектом сваливания, когда проходит через крышу.Это создает эффект, при котором крыша прижимается к стеновой плите из-за давления ветра.

Когда вы видите обширные разрушения в регионе после урагана и несколько домов, которые кажутся нетронутыми, большинство из них будет иметь правильный угол вальмовой крыши, помогающий обеспечить такой результат.

5. Вам доступны несколько вариантов дизайна с вальмовой крышей.
Несколько вариантов шатровой крыши могут дать домовладельцам дополнительную гибкость при проектировании их конструкции.Мансардная крыша имеет два разных угла, причем нижний намного круче верхнего. Можно использовать шатровую крышу с крутыми скатами, ведущими к перекрестку или пику. Крыши с фронтоном имеют вальм с небольшим фронтоном над ним, чтобы упростить процесс строительства и добавить окна по мере необходимости.

Вы также можете довольствоваться крышей с откидной крышей или обрезанным фронтоном, если хотите объединить конструкции фронтона и бедра вместе. Некоторые крыши павильонов также квалифицируются как шатровые, даже если они имеют несколько уклонов, чтобы соответствовать форме или размеру рассматриваемой конструкции.

6. Каждая нижняя часть крыши может содержать желоб.
Если у вас есть проблемы с водоотводом, то шатровая крыша предоставит вам дополнительный контроль, необходимый для событий, связанных с осадками. Уклон каждой стороны подходит для желобов, что позволяет направлять воду в единственное место для дренажа вдали от дома. Вы можете установить подземную канализацию, которая устраняет необходимость в контроле воды с помощью этой опции, если хотите.

Это преимущество также открывает двери для сбора дождевой воды для использования в вашем саду, дворе или для питья с правильной фильтрацией.

7. Шатровые крыши улучшают внешний вид многих домов.
Большинство домов в колониальном стиле используют форму вальмовой крыши, чтобы сделать дом более привлекательным. Даже церкви и правительственные здания используют эту форму из-за привлекательности и отличительного характера дизайна. Это идеальное решение для тех, кто предпочитает традиционный стиль чему-то современному. У вас все еще могут быть все аксессуары, которые предоставляет современный дом при использовании этой конструкции, включая дымоход, который проходит вдоль внешней стены, если вы предпочитаете.

Шатровая крыша обеспечивает минимальное вмешательство в функции, которые большинство людей предпочитают в современном доме.

8. При шатровых крышах можно использовать различную черепицу или кровельные материалы.
Меньшие углы, используемые для шатровой крыши, делают ее подходящей практически для любой текстуры или материала, который вы хотите использовать для черепицы. В конструкции можно использовать сланцевую или глиняную плитку, битумную черепицу и почти любой другой материал, доступный на сегодняшнем рынке. Это означает, что вы можете создать идеальный образ, не тратя намного больше, чем стоили бы другие дизайны.

Список недостатков вальмовой крыши

1. Вальмовая крыша должна иметь определенный уклон в ветреных районах.
Если вы живете в географическом регионе, который часто испытывает сильные штормы, то вам нужно иметь угол наклона от 18,5 до 26,5 градусов с его углом. Это означает, что ваш рейтинг должен быть от 4,5 до 6,5. Все, что меньше или больше в вашем дизайне, может создать проблемы с ветром, когда он действительно дует.

В экстремальных ситуациях этот недостаток может привести к проблемам с кровлей, несмотря на то, что для ее создания требуются дополнительные материалы.

2. Шатровую крышу строить дороже.
Вальмовые крыши строить дороже, потому что для них используется сложная конструкция, требующая большего количества строительных материалов. Это означает, что в экономичном строительном проекте лучше рассмотреть идею использования фронтонов. Хотя конструкция вальмовой крыши требует меньше диагональных распорок, она требует особого подхода, чтобы конструкция не действовала как крыло самолета, когда ветер обтекает ее. Неспособность решить эту проблему может привести к тому, что подъем будет происходить с подветренной стороны крыши.

Вы должны учитывать дополнительные материальные затраты в связи с этим недостатком и дополнительные затраты на рабочую силу. Чтобы получить желаемый результат с этой опцией, требуется больше времени и дополнительных рук, а это означает, что крутой угол может стоить до 15% дороже, чем что-либо с традиционными фронтонами.

3. Обеспечить вентиляцию шатровой крыши непросто.
На шатровой крыше сложнее установить соответствующую вентиляцию из-за выравнивания каждого ската.Если нарушить аэродинамический профиль конструкции с одной стороны, то остальная часть крыши почувствует влияние дисбаланса. Эта проблема может привести к накоплению влаги внутри верхней части конструкции, что приведет к образованию плесени или грибка, которые могут повлиять на здоровье и благополучие жителей дома.

Вот почему вы обычно видите вентиляторы на обоих концах конструкции, чтобы создать движение воздуха через чердак или верхнее пространство для лазания в здании. Вы также можете увидеть вентилятор на пике крыши, чтобы любое воздействие на склоны было минимальным.

4. Внутри крыши меньше места.
Когда вы строите шатровую крышу, вы создаете ограниченное пространство на чердаке, потому что скат опускается вниз над внешними стенами. Это означает, что в этой области редко бывает какое-либо полезное пространство, кроме хранилища света. Если через эту зону проложены сантехнические или электрические компоненты, доступ к ним может быть затруднен, потому что у вас есть небольшое пространство для обхода, которое можно использовать для ремонта.

Хотя вы можете легко добавить слуховое окно или воронье гнездо для дополнительного пространства, традиционные фронтоны и другие конструкции крыши могут дать вам дополнительное пространство для хранения или готовую жилую площадь, которую вы хотите увеличить квадратные метры вашего дома.

5. Шатровые крыши дают меньше возможностей для использования естественного света.
При использовании конструкции шатровой крыши для дома вы не найдете фронтона с окном для естественного света. Уклон идет полностью вниз от пика крыши к сторонам фасада. Даже при использовании одного из вариантов дизайна для этого варианта, например, мансардного или голландского фронтона, вы заметите этот недостаток. Вашему строителю нужно будет работать с боковыми внешними стенами, если они поднимаются достаточно высоко, чтобы решить эту проблему.

Поскольку в большинстве бунгало и подобных им конструкций высокие стены отсутствуют, большинство владельцев считают этот недостаток наиболее распространенным.

6. Некоторые шатровые крыши могут иметь проблемы с протечкой.
Если «воронье гнездо» или слуховое окно встроено в общую конструкцию вальмовой крыши, то окончательная конструкция будет содержать дополнительные впадины и швы, требующие внимания. Это дополнительное пространство создает более высокий риск повреждения из-за влаги и утечки воды, особенно вокруг места установки.Ваш подрядчик должен добавить к строительному процессу правильный оклад с уплотнением в некоторых регионах, чтобы обеспечить положительный результат.

Если вы не соблюдаете рекомендованную систему ухода за кровлей с шатровой конструкцией, незначительные проблемы быстро перерастут в серьезные.

7. Вальмовые крыши имеют больше швов, которые вам нужно обработать.
Увеличенное количество швов, необходимых для конструкции с швом, создает еще один уровень риска развития утечки или повреждения.Использование передовых методов может свести к минимуму влияние этой проблемы, но вам нужно будет проявлять осторожность, если кому-то по какой-то причине необходимо получить доступ к верхней части дома.

Этот недостаток также означает, что на вашей крыше будет больше веса, чем нужно управлять. Для этого требуются дополнительные балки, если вы склонны использовать архитектурную черепицу для завершения своей крыши. Если вы хотите перейти с битумной черепицы на металлическую крышу, возможно, вам придется переоборудовать крышу до завершения работ.

Заключение

Вальмовая крыша — самый распространенный тип, который вы найдете в Северной Америке, уступая только двускатной конструкции.

В то время как двускатная крыша имеет две наклонные стороны, которые встречаются на вершине треугольных боковых стенок, традиционная четырехскатная крыша не предусматривает двускатных концов. Это конструкция, которая обеспечивает полную крышу, которая простирается на всю внешнюю конструкцию, уменьшая воздействие падающих осадков или местного мусора на дом.

Преимущества и недостатки вальмовой крыши показывают, что ее следует рассматривать в регионах, подверженных ураганам или сильным штормам. Когда есть крыша со всех четырех сторон дома, она может обеспечить большую защиту всей конструкции.Это снижает степень воздействия, которое может произойти вдоль открытых концов стен.

Если вам нужно дополнительное место на чердаке, то реализация этого дизайна может вызвать затруднения. Если ваша главная забота — стабильность, тогда стоит подумать об этом варианте.

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

Введение

Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений имеет важное значение для обеспечения безопасности жителей, минимизации ущерба внутреннему содержимому и уменьшения финансового бремени для сообществ и страховых компаний. На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых видов отказов в жилых домах.Это в первую очередь связано с системами кровли и стен, а также с вертикальной нагрузкой между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Разрушения кровли жилых домов, а именно разрушение соединений между кровлей и стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, были тщательно изучены из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений.Плотность домов относительно других построек в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с авариями жилых домов. Например, в Оклахоме с 1989 года две трети из 32 миллиардов долларов застрахованных убытков от торнадо связаны с жилыми постройками (Simmons et al., 2015).

Работа по устранению повреждений деревянных крыш жилых домов важна, потому что потеря одной панели обшивки, которая может произойти при относительно низких скоростях ветра, приведет к проникновению воды. Это часто приводит к потере всего содержимого из-за сильных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, записанные во время обследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказов в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов предполагают, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет улучшенных подходов к проектированию и инновационных решений.

Стандартизованный метод оценки скорости ветра в торнадо — это расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку, как правило, невозможно напрямую измерить скорость ветра в торнадо (Kopp et al., 2012). Текущая версия EF-Scale (Центр ветроэнергетики и инженерии, 2006) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами ущерба (DI). Для каждого DI шкала EF использует концепцию степеней повреждения (DOD). DOD описывают последовательные режимы повреждения, которые обычно наблюдаются для определенных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон расчетных скоростей ветра, необходимых для нанесения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006; Mehta, 2013).Их можно связать со скоростями ветра по шкале EF, чтобы оценить интенсивность торнадо, от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для резиденций на одну и две семьи (FR12). DOD-4 и DOD-6, которые имеют отношение к разрушениям кровли FR12, описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, потому что он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

Таблица 1 .Описание степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для рассматриваемых видов отказов в индикаторе ущерба для одно- и двухквартирных домов (FR12).

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

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

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

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

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

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 обследования повреждений

Данные недавних событий в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо в Мур, Оклахома в 2013 году (EF5) и торнадо в Таскалузе, Алабама (EF4) и 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, был определен как событие EF5 с повреждениями в диапазоне от EF0 до EF5, наблюдаемых на пути торнадо.В результате этого события погибли 24 человека и, по оценкам, был нанесен экономический ущерб до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0 – EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, поэтому можно идентифицировать так много стадий развития повреждений. Обследование, проведенное после этого события, дало информацию для последующих исследований, включая определение новых методов для улучшенных обследований повреждений, анализа хрупкости компонентов дома и разработки улучшенных лабораторных моделей торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительном кодексе Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования для смягчения последствий ущерба до DOD-6 (Ramseyer et al., 2014).

Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, 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, кажется, целы по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. Справа на фото 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 поверхность крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как конструкция из стержневого каркаса, в отличие от той, которая содержала сборные фермы.По имеющимся данным, многие из неудачных вальмовых крыш использовали каркас из палок.

На рис. 3С показано частичное разрушение комбинированной вальмовой / двускатной крыши. Этот отказ отличается от тех, что показаны на рисунках 3A, B, поскольку очевиден отказ материала деревянных элементов. RTWC, кажется, целы, нижняя часть крыши потеряла только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, помимо обшивки, слева. Возле пика крыши каркас разрушился с обеих сторон.Эта структура, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или усилены иным образом с помощью деревянных пластин, прибитых гвоздями.

При осмотре повреждений, показанных на Рисунке 3, и аналогичных повреждений на доступных фотографиях становится очевидно, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся режимы разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с близлежащими конструкциями на основе данных было определено, что разрушения каркаса могут определяться в некоторых шатровых крышах при скорости ветра EF2, а не разрушениями RTWC или потерей обшивки.Также отмечается, что конструкция крыши может иметь значение. Наблюдаемые отказы рам-рамок особенно наводят на мысль о том, что характеристики крыш с решетчатым каркасом следует отличать от характеристик стропильных конструкций при анализе и проектировании, а также в настоящем исследовании.

Статистический анализ возникновения отказов

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 соответствующим повреждением 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 указывать на то, что наклон крыши способствует возникновению разрушения каркаса, неясно, какие другие факторы могли оказать 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 проверен 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 характеристиками 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 идентифицировать 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 каркасной крыши

Чтобы понять возможность выхода из строя элемента или соединения в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить воздействие нагрузки, возникающей 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 решетчатым каркасом моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, и полученные осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу.Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Стивенсоном (2017).

Конструкции вальмовых крыш, используемые в анализе

При строительстве деревянных каркасов в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или Часть 9 Национального строительного кодекса Канады, чтобы определить размер элементов, расстояние между ними и требования к крепежным элементам.В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

Типовой проект включает в себя как крыши с рамой, так и фермы, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляться с инструкциями по уходу, обращению и установке на месте. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), спроектированы компаниями, специализирующимися на их производстве, на основе распределения вторичной нагрузки. Они становятся преобладающей формой строительства крыш новых жилых домов, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014).Тем не менее, рамная конструкция все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из конструкции палки-каркаса. Как ферменные, так и рамные конструкции требуют рассмотрения в настоящем исследовании, поскольку согласно имеющимся данным обследования, оба типа кровли не работают.

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 моделируемой фермы с маркированными соединениями и элементами.

Для крыши с решетчатым каркасом, Раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010) используется для определения соответствующих требований к размещению и размеру элементов в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке.Результирующая структура проиллюстрирована на Рисунке 8 с обозначенными размерами элементов и расстоянием между ними. Компоновка элементов крыш с решетчатой ​​рамой способствует разделению нагрузки между гранями и отдельными элементами крыши. Вальмовые стропила переносят нагрузки между элементами на смежных гранях крыши, а обшивка играет роль в эффектах системы между элементами на одной стороне. Из-за такой схемы невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было сделано в случае ферменной крыши.Вместо этого настоящий анализ крыши с прямоугольной рамой упрощается путем изучения одного типичного домкрата. При осмотре стропила, ближайшие к центру крыши, считаются наиболее востребованными из-за давления на крышу из-за самых длинных безопорных пролетов. Ожидается, что центральные домкраты будут испытывать самые высокие моменты и внутренние силы сдвига, а их соединения должны будут противостоять самым сильным опорным реакциям. Грани крыши идентичны, поэтому выбранный домкрат-стропила, показанный на Рисунке 9, представляет собой четыре разных домкрата внутри крыши.

Рисунок 8 . Вид сверху спроектированной рамной вальмовой крыши.

Рисунок 9 . Иллюстрация стропила домкрата, выбранных для анализа стержневой рамы.

Численное моделирование шатровых крыш с деревянным каркасом

Стратегия разработки модели в этом исследовании 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. Этот подход с использованием конвертов был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая емкость каждого элемента с его наихудшим сценарием нагрузки, все уязвимые элементы могут быть идентифицированы без траты вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточных данных, чтобы сделать нелинейное моделирование возможным.Еще одно преимущество использования максимальных сил состоит в том, что они могут выявить критические условия, которые возможны, но, возможно, не 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 случая фермы результаты усилий стержня и шарнира извлекаются из обеих моделей и обрабатываются для получения максимальных значений нагрузки на элементы фермы. Максимальный спрос на стропильную планку с рамой также получают от двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой — с жесткими опорами. В случае каркасной конструкции расчет отдельного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы выбранные стропила можно было смоделировать с закрепленным и жестким шарниром на опорах и получить результаты максимального усилия в обоих случаях, аналогично методу, используемому в анализе фермы.

Анализ D / C выполняется с использованием результатов спроса по моделям фермы с равномерным подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм). Поднимающие силы ветра моделируются как отрицательное внешнее давление, действующее перпендикулярно поверхности крыши, а вес конструкции учитывается как статическая нагрузка. Эта нагрузка рассчитывается на основе процедуры определения направления из ASCE 7-10 (Structural Engineering Institute, 2010) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км / ч). Путем предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D / C для RTWC равно 1.Считается, что это представляет собой подъемную силу, при которой ожидается выход из строя первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 миль в час не отражает скорости ветра торнадо и потребует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек.Однако на основании этого результата из литературы можно сделать некоторые наблюдения. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения ногтя на пальце ноги при реалистичной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также с расчетными скоростями ветра компонентов и обшивки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в Таблице 5 Моррисона и Коппа, которые не учитывают распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетные скорости ветра по Моррисону и Коппу (2011) увеличиваются.

Примененная скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная по результатам анализа хрупкости, проведенного Коппом и др. (2016) и Гаванский и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в откидной крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км / ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра.Важно напомнить, что настоящее двухмерное исследование сосредоточено на относительной уязвимости 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 емкости

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 требуемые расчеты опорной способности включают в себя сопротивление выдергиванию гвоздя и поперечное сопротивление.

Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе постоянного тока. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает факторы сопротивления, но обсуждение и результаты их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом коэффициента безопасности, равного 1.5. Этот запас прочности исключен в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и пункты, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности, 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 данной 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 потребности в мощности (D / C).

Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с опорой на пальцах имеет самую низкую относительную прочность с разницей в 40% при соотношении D / C, равном 0.981 по сравнению со следующим по величине отношением 0,695 в элементе верхнего пояса в сочленении 3. Возможные изменения в пути нагрузки, возможностях элементов, геометрии и допусках фермы могут привести к сдвигам в любом из соотношений D / C; однако, поскольку анализ основан на взятии значений экстремального спроса для элементов каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D / C приведут к изменениям в текущих результатах. Ожидается, что RTWC с опорой на пальцы почти всегда выходят из строя первыми в случае плоской фермы.Однако этот вывод не верен в случае, когда ураганные ремни используются в RTWC. В этом случае отношение D / C ремня RTWC урагана составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,695 D / C в верхнем поясе. Применение даже самых простых ураганных ремней может привести к повреждению компонентов каркаса фермы.

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

Результаты стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают общее ожидание того, что RTWC с опущенными пальцами, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом склоне.Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обеих ситуациях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможными другие отказы. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки 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 экономически нецелесообразным 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 того, что считается их теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также EF-Scale.

Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов рулевой рамы

Неисправности каркаса крыши, представленные в этой статье, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимостям каркаса. Результаты анализа D / C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с рамной рамой; тем не менее, прогрессирование разрушения больших секций крыши точно не определено.При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Мур, штат Оклахома (Graettinger et al., 2014), был отмечен дополнительный режим отказа, связанный с корпусом палки-рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию наружного каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных разделением нагрузки в конструкциях с рамой 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 стропилами и потолочными балками. RTWC и соединение вдоль конька крыши кажутся гораздо более уязвимыми при анализе по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные на фото отказы могли возникнуть из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропильной балкой и балкой на верхней плите стены или возникли как разрушение верхнего стропильного соединения.Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему, каскадному разрушению соседних стыков, что привело к удалению всех поверхностей крыши после инициирования в одной точке.

Рисунок 11 . Примеры частичного обрыва каркаса, вальмовой крыши с неповрежденными балками перекрытия. (A) Полное снятие внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких сторон крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

Как уже упоминалось, анализ D / C для случая стержневой рамы не предсказал, что соединение стропил со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с балкой потолка.Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего соотношение D / C равно 0,2. При более внимательном рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты соединения; однако похоже, что гвоздей было не больше нескольких. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы по тем же правилам, что и гипотетическая крыша в настоящем исследовании, необходимо изучить региональные нормативные требования к проектированию в США, чтобы определить, предназначены ли эти соединения для включения большего количества гвоздей.

Отказ, показанный на рисунке 11, и многие другие подобные отказы интересны тем, что они объективно классифицируются в пределах DOD-6 для крыш жилых домов; однако это может быть неточным предположением. Это важный момент для дальнейшего изучения, поскольку он может повлиять на уточнения шкалы EF для различных методов проектирования жилых домов или даже предложить новый DOD для структур с рамой из стержней.

Заключение

Наблюдения за повреждениями и статистические оценки, представленные здесь, расширяют текущее понимание отказов крыш жилых домов и вводят ранее неисследованный вид отказов, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши.Статистические данные о наблюдаемых повреждениях в 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 двумерного анализа D / C для случаев стропильных и рамных рам были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы обрушения крыши, происходящего внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования «нагрузка-огибающая» и анализ D / C показали способность определять уязвимые места в секциях крыши с фермами и рамой при ветровом подъеме.Наблюдательные и численные исследования дали следующие основные результаты:

• В районах, изученных с использованием геолокационных фотографий повреждений, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1 – EF3 имели частичные разрушения конструкции крыши.

• Тип конструкции может иметь важные последствия для типа разрушения крыши, которому подвергнется дом. В микрорайонах, в которых 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 вышедшие из строя крыши с решетчатым каркасом могли иметь менее прочные соединения, чем требовалось при проектировании.

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

Авторские взносы

СС — доктор философских наук. студент под совместным руководством Г.К. и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной над магистерской диссертацией СС. Гипотеза и подход к работе были разработаны авторами совместно.SS выполнил весь анализ, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для подачи под непосредственным контролем GK и AA. Г.К. и А.А. рекомендовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя, что вопросы, связанные с точностью или целостностью любой части работы, должным образом исследованы и решены.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа финансировалась Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Выражаем признательность за постоянную поддержку со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Поля Ковача (ICLR). Авторы также благодарны докторам. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руче (Университет Оберна) за предоставление данных обследования ущерба, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за 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 в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г. .Таскалуса, штат Алабама: Университет Алабамы.

Google Scholar

Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. И Копп Г. А. (2013). Реакция креплений, прибитых гвоздями, между крышей и стеной, на экстремальные ветровые нагрузки в полноразмерной шатровой крыше с деревянным каркасом. Eng. Struct. 56, 1474–1483. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2013.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Prevatt, D.O., Coulbourne, W., Graettinger, A.J., Pei, S., Гупта, Р., и Грау, Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Обследование структурных повреждений и аргументы в пользу устойчивых к торнадо строительных норм . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

Google Scholar

Prevatt, D.O., van de Lindt, J. W., Graettinger, A.J., Coulbourne, W., Gupta, R., Pei, S., et al. (2011). Исследование повреждений и будущее направление структурного проектирования после торнадо Таскалуса 2011 года . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

Google Scholar

Ramseyer, C., Floyd, R., Holliday, L., and Roswurm, S. (2014). «Влияние систем крепления боковой нагрузки на повреждение и живучесть жилых конструкций, пострадавших от торнадо в Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Boston, MA: ASCE), 1484–1507.

Google Scholar

Симмонс, К. М., Ковач, П., Копп, Г. А. (2015). Снижение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат улучшенных строительных норм и правил в Оклахоме. Клим. Soc. 7, 169–178. DOI: 10.1175 / WCAS-D-14-00032.1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

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

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

Вальмовая крыша против двускатной крыши

Обсуждение вальмовой и двускатной крыши сводится не только к внешнему виду крыши.Существуют различия в стоимости, потенциальные проблемы с вентиляцией чердаков, которые следует учитывать с шатровыми крышами, и тот факт, что шатровые крыши лучше работают при сильном ветре.

Это руководство по изучению конструкции и характеристик двускатной крыши по сравнению с конструкцией и характеристиками вальмовой крыши поможет вам выбрать лучшую конструкцию крыши для вашего проекта.

Вот обзор двух популярных конструкций крыш.

Вальмовая крыша имеет козырёк или гребень в верхней точке крыши, при этом все стороны крыши спускаются вниз.Вальмовые крыши классического дизайна менее популярны по двум причинам: стоимость и внешний вид. Их строительство обходится дороже, как и при более высоких материальных и трудовых затратах. А при замене кровли стоимость тоже выше. Они действительно снижают стоимость сайдинга, но в большинстве домов стоимость дополнительной конструкции крыши выше, чем стоимость сайдинга.

Во-вторых, большинство домовладельцев предпочитают внешний вид фронтона на концах дома. В большинстве домов с шатровыми крышами нет фронтонов, хотя в некоторых домах используются и те, и другие.

Двускатная крыша имеет две наклонные стороны, которые сходятся на вершине. Треугольная часть сайдинга под пиком называется фронтоном. Большинство кровельных подрядчиков предлагают использовать двускатную крышу с уклоном 8/12 или более в областях с сильным снегом — чем круче крыша, тем легче снегу соскальзывать с нее. Дома с четырьмя внешними стенами имеют два фронтона. Те, у которых шесть стен, имеют три и т. Д.

Вальмовые крыши рекомендуются в районах, подверженных сильным ветрам, особенно в зонах сильных ураганов или HVHZ.Подрядчики предлагают использовать шаг как минимум 6/12, чтобы снизить и без того более низкий риск повреждения ветром.

Во всех остальных областях, используете ли вы двускатную крышу или конструкцию вальмовой крыши, это вопрос личного выбора и вашего строительного бюджета.

Здесь есть плюсы и минусы вальмовой крыши. Конструкция вальмовой крыши более прочная и устойчивая, чем фронтоны, потому что для их конструкции требуется меньше диагональных распорок — вальмовая рама восполняет потребность.Как уже говорилось, более высокие материальные и трудовые затраты являются обратной стороной. Затраты значительно выше, когда вальмовая часть вальмовой крыши обрамлена стропилами, возведенными на месте, а не фермой, построенной с помощью автоматизированных средств на заводе. См. Наше руководство по Rafters vs Trusses, чтобы подробно изучить эту тему.

Двускатные крыши построить проще по той очевидной причине, что нет шатрового каркаса. А конструкция двускатной крыши обычно считается более привлекательной визуально.Особенно это касается эффектных фронтонов, созданных крутой крышей. Фронтоны — область стены под пиком — могут быть покрыты акцентным сайдингом, например деревянным, виниловым или композитным материалом, или камнем, для дополнительного внешнего вида.

Строительство двускатной крыши обычно стоит около 15-30 долларов за квадратный фут. Сюда входят стропила или фермы, деревянный настил крыши и выбранный вами кровельный материал (материалы и рабочая сила): Битумная черепица (2 доллара.От 25 до 6,50 долларов США за квадратный фут со средней стоимостью около 3,75 доллара США), древесные дрожжи (от 6,75 до 10,15 долларов США за квадратный фут при средней стоимости около 8,35 долларов США) и кровельные металлические панели (от 9,50 до 14 долларов США за квадратный фут со средней стоимостью около 12,75 долларов США. ), являющийся одним из наиболее часто используемых материалов. Для дальнейшего сравнения прочитайте больше о металлических крышах и черепице.

Общая смета на вальмовую крышу примерно на 40% выше, чем на двускатную крышу по причинам, указанным выше. В качестве частичной компенсации шатровая крыша обычно дает небольшую экономию средств на страховании домовладельцев в районах, где часто бывает повреждение крыши от сильного ветра.

Регулярное обслуживание вальмовой или двускатной крыши необходимо для того, чтобы ваша крыша работала должным образом. Слишком часто домовладельцы ждут, пока не увидят утечку в потолке или крыше, прежде чем приступить к решению этой проблемы. Убедитесь, что на вашей крыше нет листьев, палок и прочего мусора, это поможет вашей крыше прослужить дольше. Кроме того, если вы живете в регионе, где много снегопадов, важно регулярно счищать снег с крыши.Да, это вещь! Наконец, проверьте чердак и участки оклейки на предмет утечек или признаков влаги.

Большинство кровельных материалов примерно одинаковы на вальмовой или двускатной крыше. Если бедро обращено в сторону, откуда обычно дуют сильные ветры, в большинстве регионов на запад, кровельный материал на нем может пострадать, особенно если ветер дует градом или обломками. Итак, это отрицательно сказывается на сроке службы шатровой кровли.Однако без бедра внешний сайдинг пика вашего дома принял бы на себя основной удар элементов и мог бы потребовать скорейшего ремонта или замены.

В тех местах, где часто бывают сильные ветры, вальмовая крыша окажется более прочной, потому что у нее нет открытых карнизов, как у двускатной крыши — карнизы уязвимы для сильного ветра. В этом видео показано, как ветер по-разному влияет на двускатную и вальмовую крышу.

Профессиональный совет для зон с сильным ветром: Поскольку карнизы ловят ветер, устраняйте их с помощью уклонов, которые не создают свес / свес.Карнизы обеспечивают важную вентиляцию для крыши, поэтому, если вы их устраните, вам или вашему строителю придется предоставить альтернативный вариант вентиляции.

Срок службы крыши — то есть кровельного материала, покрывающего крышу — зависит от используемых материалов. Ожидайте от 12 до 50+ лет при рассмотрении диапазона вариантов от дешевой битумной черепицы до качественной металлической кровли

Мы рассмотрели проблему ветра.

Одним из возможных недостатков конструкции вальмовой крыши является наличие дополнительных швов на стыке секций крыши.Когда ваш кровельщик плохо укладывает кровельные материалы над коньком бедра, или швом, конструкция может быть подвержена утечкам. Следовательно, двускатные концы — более безопасный вариант в районах с большим количеством дождей, таких как северо-запад Тихого океана, но без тропических штормов и ураганных ветров, которые делают двускатные крыши уязвимыми.