Содержание

• 1 Конструкция крыши бедра
• 2 Как построить крышу бедра
• 3 Как создать крышу Hip
9131
• 3 Как создать крышу hip
9131
• 3. стыка крыши с другой секцией считается «вальмовой», а вальмовая крыша обычно имеет очень одинаковые углы без какого-либо вертикального конца.

  Вальмовые крыши состоят из четырех стропил, которые обычно сходятся на коньковой доске, расположенной в средней части крыши.

  Если принять во внимание прямоугольную форму большинства зданий, то вальмовые крыши будут строиться с двумя треугольными и двумя трапециевидными сторонами; тогда как в случае квадратных зданий шатры чаще направлены к верхней части, образуя пирамидальную структуру.

  Некоторые другие названия вальмовых крыш: пирамидальная крыша и павильонная крыша; здесь мансардные крыши, а также полушатровые крыши являются небольшими вариациями простых вальмовых крыш.

  Шатровые крыши чаще используются в передовых архитектурах, скорее всего, в бунгало, коттеджах и ранчо.

  Эти крыши придают домам дополнительные качества, такие как традиционный дизайн, прочность и повышенный комфорт. Шатровые крыши считаются одними из самых простых конструкций в категории вальмовых крыш.

  КОНСТРУКЦИИ ВАЛЬМОВЫХ КРЫШ

  Шатровые крыши могут проектироваться над зданиями квадратной формы, а также над прямоугольными; конструкция вальмовых крыш может следовать треугольным сторонам, а также сочетать треугольные и трапециевидные стороны.

  Некоторые конструкции вальмовых крыш повторяют форму пирамиды, тогда как другие могут иметь более симметричную структуру.

   

  Как правило, на дизайн или стиль вальмовой крыши влияют три основных фактора:

  1. Карнизы: от солнечных лучей; эта схема помогает охлаждать внутреннюю часть дома и обеспечивает сокращение счетов за электроэнергию при сниженном энергопотреблении.
  2. Сила: Для тех районов, где ветер и циклоны более распространены; скатов вальмовой крыши построены с высокой точностью, так что они могут обеспечить надежную службу в течение длительного времени.
  3. Стиль : Шатровые крыши известны своим уникальным стилем и изящным внешним видом, который придает конструкции дома больше красоты.

  КАК ПОСТРОИТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ

  Как говорилось выше, вальмовые крыши имеют наклонные стороны, поэтому они должны быть сооружены с высокой точностью и безопасностью. Вот несколько шагов, которые помогут вам правильно построить вальмовую крышу:

  Шаг 1: Размеры:

  Одним из наиболее важных и основных этапов строительства вальмовой крыши является измерение перед установкой. Это должны делать опытные люди с калькулятором вальмовой крыши; и вы должны сделать замеры по ширине и длине здания, и они будут использованы для расчета размеров коньковой доски, а также длины стропил.
  Этап 2: Обрезка стропил:

  После того, как вы закончили с измерительной частью, пришло время обрезать стропила в соответствии с этими спецификациями. Эти части позже будут использованы для строительства крыши.

  Этап 3: Крепление стропил к коньковой доске:

  Коньковые доски действуют как каркас, опирающийся на крышу; Вы должны начать процедуру установки, закрепив стандартные стропила на нужной стороне коньковых досок.

  Этот процесс необходимо продолжать до тех пор, пока твердость или прочность всех коньковых досок не увеличится и их можно будет установить в соответствии с их весом.

  Шаг 4: Размеры вальмового стропила:

  Перед тем, как приступить к строительству вальмовой крыши, рекомендуется обеспечить правильное выравнивание углов в углах. Для этого типа расчета вы должны использовать рамочный угольник, который облегчает выполнение измерений.

  Шаг 5: Продолжайте крепить стропила:

  Сейчас самое время перейти к креплению стропил; и эксперты предлагают начинать с одной стороны и пытаться прикладывать большее усилие для каждой регулировки стропила на доске. Это давление гарантирует, что вы получите гораздо лучшие результаты.

  Шаг 6: Обрежьте стропила:

  После того, как стропила будут забиты гвоздями, вы можете начать с обрезки, чтобы они могли обеспечить превосходную линейную компоновку.

  Этап 7: Крепление боковых стропил:

  В этом типе конструкции угловые стропила называются вальмовыми и должны быть соединены с уже закрепленными соседними стропилами.
  Этап 8: Прикрепите и натяните стропила:

  После того, как вы закончите крепление стропил, наступит время установить нарожные стропила между вальмовыми и стандартными стропилами.

  Хорошо начать с одной части, а затем двигаться к концу; хотя этот процесс длительный, но при правильном выполнении он, несомненно, может привести к хорошим результатам на всю жизнь.

  Если у вас нет надлежащих знаний об этом процессе установки, попробуйте обратиться за помощью к специалистам.

  Важно обеспечить точность, так как в дальнейшем это может привести к соединениям обшивки, вентиляции и дренажа между ними.

  Если крыша также включает дымоход, вам необходимо пройти некоторые другие процедуры, чтобы помочь вам создать идеальную конструкцию шатровой кровли.

  
  

  КАК СОСТАВЛЯТЬ ВАЛЬМОВУЮ КРЫШУ

  По сравнению с обычным каркасом кровли, каркас вальмовой крыши сложнее, поскольку он состоит из четырех сторон переменной длины, а не из двух сторон. Коньковая доска здесь центрирована как по длине, так и по ширине.

  Шатровые крыши, как правило, могут иметь каркас самых разных размеров, которые могут иметь Т-образную или L-образную форму, и для них может потребоваться более сложная конструкция каркаса.

  Здесь крыша разделена и структурирована на различные части, а основные точки соединения приходятся на коньки и стропила, поэтому центральная часть крыши требует более точного обрамления.

  После того, как эти стропила правильно отрегулированы, можно легко разместить нарожные стропила, а также обычные стропила. Таким образом, создание вальмовой крыши требует опыта в этой области, чтобы готовая конструкция могла быть спроектирована с большей точностью и безопасностью дома.

  Строительство вальмовой крыши требует надлежащего внимания к некоторым основным факторам, таким как размеры, каркас и регулировка стропил.

  Если вы думаете о строительстве вальмовой крыши для вашего сложного коммерческого или жилого здания, важно построить превосходный план каркаса вальмовой крыши.

  Целью этого плана является представление направления, а также вариантов размеров всей конструкции; этот план расположения помогает всем участникам работать на разных участках крыши.
  Размер крыши в основном зависит от типа дома и его размеров; если вы пытаетесь следовать процедуре «сделай сам» для крыши своего дома, то хорошо начать с предварительно спроектированного пакета направляющих для вальмовой крыши.

  Это руководство может помочь вам обеспечить надлежащую вентиляцию, обшивку, водосточные желоба, дренаж, изоляцию, регулировку дымоходов и защиту от неба.

  Различные комплекты вальмовых крыш могут помочь вам в этом процессе с помощью инструкций по обеспечению качества.

  Здесь вы получите самую подробную информацию, если вы ищете, как построить каркас вальмовой крыши. Угол разгибания бедра от каждого угла, вероятно, должен составлять 45 градусов, но в некоторых случаях допустимы и другие углы.

  1. Начните с макета здания прямоугольной формы.
  2. Найдите осевую линию в средней части.
  3. Теперь нарисуйте линию под углом 45 градусов от каждого угла к осевой линии, которая может помочь определить местоположение стропил.
  4. Начертите линию конька между точками пересечения вальмовых стропил.
  5. Наконец, рассчитайте расстояние между стропилами и уложите их в соответствии с планом каркаса крыши.
  6. Для проектирования вальмовых крыш полезно построить на бумаге соответствующие схемы, чтобы эти рисунки могли помочь вам в правильной компоновке на следующих этапах.

  Каркас вальмовой и ендовой кровли не так сложен по сравнению с процедурами каркаса вальмовой кровли; здесь крыши построены под углом 90 градусов:

  1. В первую очередь необходимо спроектировать план здания.
  2. Теперь нарисуйте самый большой прямоугольник внутри макета здания.
  3. Теперь нарисуйте осевые линии для всех прямоугольников, образованных внутри.
  4. Постройте линию под углом 45 градусов от внешних и внутренних углов и продлите эти линии до пересечения с осевой линией. Эти линии будут обозначать расположение вальмовых стропил на внешних углах, а также на стропилах ендовы.
  5. Теперь центральная линия помогает соединить ендову и вальмовые стропила.
  6. Нарисуйте сплошными линиями расположение гребней.
  7. Проверьте расстояние между различными стропилами, а затем постройте аналогичный план каркаса крыши.

  Используя эти рекомендации по устройству вальмовых крыш, можно построить в своем доме качественную крышу, которая защитит вас от всех неблагоприятных погодных условий.

  Вальмовые крыши считаются лучшим выбором для покрытия навесов с конструкциями типа горизонта. Эксперты говорят, что этот сарай с вальмовой крышей приносит наибольшую прибыль в прибрежных и ветреных местах, а также придает очень привлекательный вид собственности.

  В большинстве этих мест вы можете найти квадратную шатровую крышу, которая придает дому уникальный внешний вид и дополнительную защиту от нежелательных природных явлений.

  Для тех, кто хочет провести надлежащий анализ плана вида вальмовой крыши, некоторые рисунки могут оказать большую помощь:

  
  Эти изображения могут предоставить полное руководство с точки зрения деталей каркаса вальмовой крыши; лучший источник для понимания такой важной задачи — это изображения.

  Следовать процедурам становится легче, если у нас есть графическое изображение для каждого аспекта. Хотя существует множество моделей кровельных стилей, которые обеспечивают надлежащее покрытие дома с дополнительной защитой от неблагоприятных погодных условий.

  Вот несколько преимуществ вальмовых крыш:

  • Шатровые кровли в форме пирамиды наиболее предпочтительны на горных участках, где в зимнее время выпадает сильный снегопад.
  • Вальмовые крыши, как правило, имеют единую фасцию со всех сторон, что упрощает установку водосточных желобов.
  • Шатровые крыши также хорошо подходят для теплого климата, поскольку они создают идеальную тень для дома со всех сторон, способствуя хорошему охлаждению.
  • Вальмовые крыши также имеют карнизы по всем направлениям, которые помогают обеспечить полную защиту дома от солнца, а также других атмосферных неприятностей.
  • Одним из важнейших преимуществ вальмовых крыш является их способность обеспечивать отвод воды; так как все стороны крыши расположены под правильным углом, на этих крышах нет возможности скопления воды.
  • Помогают предотвратить обрушение крыши.
  • Шатровые крыши с углом наклона 30 градусов считаются лучшими конструкциями для обеспечения длительного срока службы.

  Несколько недостатков связаны с вальмовыми крышами:

  • Одним из наиболее заметных недостатков вальмовых крыш является их типичная или сложная процедура строительства.
  • Вальмовые крыши требуют больших трудозатрат, а также нуждаются в дополнительном сырье, что увеличивает стоимость.
  • Время от времени им требуется техническое обслуживание для обеспечения длительного срока службы.

  Если вам интересно, как построить четырехскатную крышу в вашем коммерческом или жилом доме, то это руководство может вам очень помочь. Он включает в себя полную информацию о стропилах, коньках, каркасе и основах проектирования, которые могут помочь людям даже при самостоятельной работе.

  Шатровые крыши считаются лучше, чем двускатные, потому что они лучше защищают ваш дом со всех сторон, так что внутренняя структура может оставаться в безопасности даже в неблагоприятных погодных условиях.

  Шатровые крыши не очень уязвимы для сильного ветра, как двускатные крыши, поэтому они считаются идеальными практически для всех условий окружающей среды. Как правило, люди начинают с каркаса полувальмовой крыши, потому что это помогает упростить процедуру строительства для рабочих.

  При правильной конструкции каркаса вальмовой крыши до начала строительства всем рабочим становится легче поддерживать идеальное выравнивание в различных углах, чтобы обеспечить правильное соединение стропил и коньков.

  Основной целью дизайна вальмовой крыши является обеспечение надлежащей защиты дома от любых погодных условий при минимальном обслуживании.

  Эти крыши должны быть достаточно способны противостоять сильным ветрам, а также снегу, поскольку некоторые районы сильно подвержены влиянию таких факторов окружающей среды.

  Другие важные соображения заключаются в том, что он должен придавать больше привлекательности структуре дома с некоторыми уникальными дизайнами.

  Привет, я Джим. Я был строителем кровли в течение 20 лет, прежде чем решил запустить myrooff.com и собирать лучший контент о кровле. Я люблю деревообработку и строительство, и для меня было вполне естественно начать этот проект моей страсти. Спасибо, что посетили.

  Разрушения каркаса вальмовых крыш с деревянным каркасом при экстремальных ветровых нагрузках

  Введение

  Устойчивость домов во время экстремальных ветровых явлений имеет важное значение для обеспечения безопасности жильцов, сведения к минимуму ущерба внутреннему содержанию и уменьшения финансового бремени для населения и страховых компаний провайдеры. На сегодняшний день проделана значительная работа по устранению часто наблюдаемых режимов отказа в жилых строениях. Они в первую очередь связаны с системами облицовки кровли и стен, а также с вертикальной траекторией нагрузки между конструктивными элементами (van de Lindt et al., 2013). Большая часть жилья в Северной Америке состоит из деревянных домов на одну семью (Amini and van de Lindt, 2014; Standohar-Alfano and van de Lindt, 2016). Обрушения крыш жилых домов, а именно отказ соединений крыши со стеной (RTWC) и потеря обшивки крыши, широко изучались из-за их высокой частоты возникновения во время экстремальных ветровых явлений. Плотность домов по отношению к другим строениям в любом населенном пункте приводит к высоким затратам, связанным с аварийностью жилья. Например, в Оклахоме с 1989, две трети из застрахованных убытков от торнадо в размере 32 миллиардов долларов связаны с жилыми строениями (Simmons et al., 2015).

  Работа по смягчению повреждений деревянных каркасных жилых крыш 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 проливных дождей, сопровождающих ураганы (Sparks et al., 1994). Наблюдения, зарегистрированные во время исследований повреждений после урагана, ранее привели к выявлению важных тенденций отказа в различных компонентах здания. Повторяющиеся отказы аналогичных компонентов позволяют предположить, что повсеместное смягчение последствий возможно за счет усовершенствованных подходов к проектированию и инновационных решений.

  Стандартизированным методом оценки скорости ветра во время торнадо является расширенная шкала Фудзита (EF), которая основана на наблюдениях за повреждениями, поскольку непосредственное измерение скорости ветра во время торнадо, как правило, невозможно (Kopp et al., 2012). Текущая версия шкалы EF (Центр ветровой науки и техники, 2006 г.) предоставляет оценки скорости ветра для 28 категорий обычных конструкций и растительности, называемых индикаторами повреждений (DI). Для каждого DI шкала EF использует понятие степени повреждения (DOD). DOD описывают последовательные способы повреждения, которые обычно наблюдаются для конкретных DI. Каждый DOD связан с минимальной, максимальной и ожидаемой скоростью ветра. Эти значения представляют собой диапазон предполагаемых скоростей ветра, необходимых для причинения указанного ущерба (Центр науки и техники ветра, 2006 г.; Мехта, 2013 г.). Их можно соотнести со скоростью ветра по шкале EF для оценки интенсивности торнадо от EF0 до EF5. В настоящем исследовании особый интерес представляет DI для домов на одну и две семьи (FR12). DOD FR12, которые имеют отношение к обрушению крыши, — это DOD-4 и DOD-6, которые описаны в таблице 1. DOD-7, относящийся к обрушению стены, также включен, поскольку он происходит в том же диапазоне скоростей ветра, что и DOD. -6 и часто может возникать в результате обрушения кровли.

  Таблица 1 . Описания степени повреждения (DOD) и оценки скорости ветра для режимов отказа, представляющих интерес в индикаторе повреждения жилых домов на одну и две семьи (FR12).

  На рис. 1 показан пример типичного разрушения оболочки, а на рис. 2 — разрушение RTWC. Как уже упоминалось, большинство прошлых исследований повреждений крыш сосредоточено на этих двух видах разрушения. Очевидно, что оценки скорости ветра для повреждения крыши по шкале EF в значительной степени основаны на этих хорошо изученных режимах. Хотя DOD-6 охватывает все возможные виды крупных обрушений кровли, обзор доступной литературы показывает, что текущее понимание DOD-6 ограничено исследованиями, посвященными отказам RTWC. DOD-6 может произойти при ожидаемой скорости ветра 122 мили в час (таблица 1). Эта скорость ветра соответствует относительно слабым торнадо EF2 (Центр науки и техники ветра, 2006). ДОД-4 возникает при меньших скоростях ветра. Было замечено, что двускатные крыши плохо работают в этих режимах, особенно DOD-6, по сравнению с соседними вальмовыми крышами аналогичной конструкции. На самом деле, в списке FR12 канадской шкалы EF (Environment Canada, 2013) отмечается, что для домов с шатровой крышей 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 обусловлена ​​неадекватной конструкцией или большими выступами, а верхняя граница обусловлена ​​усовершенствованной конструкцией, такой как использование ураганных ремней. Разница между этими двумя версиями шкалы EF является важным моментом, который требует дальнейшего изучения, как указали Гавански 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: доктор Дэвид Преватт).

  Жилые крыши могут быть сконструированы с различными формами и уклонами. Многие из них включают слуховые окна или другие неровности, закрывающие дома неправильной формы. Из различных форм крыш, возможных в деревянном каркасном строительстве, наиболее распространенными в Северной Америке являются двускатные и вальмовые 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, 19).92). Общеизвестно, что вальмовые крыши работают лучше, чем крыши других форм. Анализ хрупкости Kopp et al. (2016), а также Гавански и Копп (2017) даже предположили, что единый DI для жилых построек по шкале EF может быть неадекватным из-за значительных различий в расчетной скорости ветра для различных форм крыши, хотя это не было определено количественно. в обследованиях повреждений.

  Несколько прошлых исследований изучали превосходные характеристики домов с вальмовой крышей (Meecham et al., 1991; Meecham, 1992), а в некоторых более поздних работах непосредственно исследуется поведение вальмовой крыши в отношении характеристик обшивки крыши (DOD-4) и RTWC (DOD-6) (Henderson et al., 2013; Kopp et al., 2016). Мичем и др. (1991) провели испытания в аэродинамической трубе, чтобы улучшить техническое понимание характеристик вальмовой крыши, и обнаружили, что существует важная взаимосвязь между распределением давления и базовой конфигурацией каркаса в деревянных каркасных крышах. Несмотря на значительные различия между распределениями давления, зарегистрированными для моделей двускатной и вальмовой крыш, общий подъем крыши и опрокидывающие моменты оказались весьма схожими. Это подтвердило, что предпочтительная аэродинамическая геометрия не является единственной причиной улучшения характеристик вальмовых крыш.

  Результаты Meecham et al. (Meecham et al., 1991) показали, что ориентация элементов каркаса вальмовой крыши относительно распределения подъемной силы обеспечивает дополнительную устойчивость. Напротив, форма двускатной крыши вызывает более высокие локальные пиковые давления, а ориентация элементов каркаса приводит к менее благоприятному распределению нагрузки. Кроме того, вальмовые кровли имеют РПЦ по всему периметру, в то время как двускатные крыши соединяются с каркасом только по двум противоположным стенам. Обычно считается, что в сочетании с улучшенным распределением нагрузки внутри вальмовых крыш эти факторы делают вальмовые крыши значительно более устойчивыми к повреждениям из-за распространенных видов разрушения крыши. Это также подтверждается анализом хрупкости (Kopp et al., 2016; Gavanski and Kopp, 2017).

  Один из вопросов, возникающих в связи с высокими скоростями ветра, полученными при анализе хрупкости конкретных режимов отказа, заключается в том, становятся ли другие режимы слабым звеном в вальмовых крышах. Другими словами, вместо разрушения RTWC структура выйдет из строя по-другому? Целью данной статьи является изучение возможных дополнительных неизученных режимов отказа и, если они возможны, понимание условий, необходимых для их возникновения. В данной статье представлены анализ и результаты двумерных численных моделей для ферменных и каркасно-вальмовых крыш для изучения этого вопроса. Анализ результатов опроса также используется для подтверждения гипотезы о том, что в вальмовых крышах достаточно распространены другие виды отказов.

  Анализ повреждений

  Данные о недавних событиях в Соединенных Штатах были получены для изучения в настоящем исследовании. Эти данные были собраны после разрушительных торнадо на юге США, включая торнадо Мур, Оклахома, 2013 г. (EF5) и торнадо Таскалуса, Алабама (EF4) и Джоплин, штат Миссури (EF5) 2011 г. Они были предоставлены авторам д-ром , Дэвид Преватт из Университета Флориды. Группы судебно-медицинской экспертизы, состоящие из исследователей, инженеров и студентов, провели дни после этих событий, изучая пострадавшие районы и документируя наблюдаемые повреждения. Их сообщения об этих торнадо можно найти в литературе (Prevatt et al., 2011, 2013; Graettinger et al., 2014). Объединенная база данных содержит тысячи изображений повреждений домов, начиная от потери обшивки и заканчивая полным разрушением.

  Торнадо в Муре, штат Оклахома, было определено как явление EF5, с повреждениями от EF0 до EF5, наблюдаемыми на пути торнадо. В результате этого события погибли 24 человека, а экономический ущерб, по оценкам, составил до 3 миллиардов долларов (Graettinger et al., 2014). Ветры EF0–EF2 обычно составляют около 85% площади повреждения сильного торнадо EF4 или EF5, и можно выделить множество стадий развития повреждения. Обследование, проведенное после этого события, послужило основой для последующих исследований, включая выявление новых методов улучшенного обследования повреждений, анализ хрупкости компонентов дома и разработку улучшенного лабораторного моделирования торнадо (Graettinger et al., 2014). Это также привело к изменениям в строительных нормах и правилах Мура, штат Оклахома, таким образом, что к деревянным каркасным домам предъявляются новые предписывающие требования по снижению ущерба до уровня DOD-6 (Ramseyer et al. , 2014).

  Необработанная база данных фотографий, сделанных после торнадо Мура, Таскалуса и Джоплина, используется в настоящем исследовании для изучения характера обрушения шатровой крыши. В данных выявлено много случаев частичного обрушения вальмовой крыши. Как и результаты анализа хрупкости в 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 Мура показаны на рисунке 3 и обсуждаются ниже.

  Рисунок 3 . Обрушение вальмовой крыши в Муре, штат Оклахома, после торнадо EF5 21 мая 2013 г. (A) Обрушение передней поверхности соседних вальмовых крыш с решетчатым каркасом. (B) Разрушение передней поверхности вальмовой крыши с каркасной рамой, при этом виден неповрежденный каркас противоположной стороны. (C) Разрушение каркаса и обшивки комбинированной вальмовой/двускатной крыши (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

  На рис. 3А показаны соседние дома с вальмовой крышей, у которых наблюдаются аналогичные дефекты передней поверхности крыши. RTWC кажутся неповрежденными по оставшемуся периметру крыши, и очевидно, что несколько элементов каркаса крыши вышли из строя или были удалены, в дополнение к обшивке, покрывающей эту часть. В правой части фотографии оставшаяся часть крыши провисла, что еще раз указывает на то, что основной каркас вышел из строя. Дома, показанные на рис. 3А, располагались вдоль Кайл Драйв на западной окраине Мура, штат Оклахома. Несколько домов на этом коротком участке имели аналогичные дефекты каркаса вальмовой крыши и были построены примерно в 2006 году (Graettinger et al., 2014). Изучение фотографий повреждений в этом районе показывает, что из домов с повреждениями крыши DOD-4 или DOD-6 40%, по-видимому, разрушились из-за аналогичных частичных отказов. В этих случаях кажется, что рама вышла из строя в местах соединения гвоздями между элементами, так как 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 показано разрушение, аналогичное обрушению на рис. 3А, но с гораздо более крутой крышей. RTWC кажутся неповрежденными, и видна большая открытая полость, где были удалены элементы каркаса и обшивка. Как и на рис. 3А, очевидно, что эта крыша не пострадала исключительно от потери обшивки, хотя следует отметить меньшую площадь потери обшивки в правой части фотографии. Отсутствие видимых внутренних элементов в полости, особенно тех, которые поддерживают неповрежденную противоположную сторону крыши, убедительно свидетельствует о том, что эта крыша была построена как каркасная конструкция, а не та, которая содержала сборные фермы. Судя по имеющимся данным, во многих неудавшихся вальмовых крышах использовался каркас из стержней.

  На рис. 3C показано частичное разрушение комбинированной вальмовой/двускатной крыши. Этот отказ уникален среди тех, что показаны на рисунках 3A, B, потому что отказ материала деревянных элементов очевиден. РТК выглядят целыми, нижняя часть кровли утратила только обшивку с правой стороны и элементы каркаса, кроме обшивки, с левой. В районе пика крыши рама вышла из строя с обеих сторон. Эта конструкция, по-видимому, содержит либо фермы, либо стержневой каркас с прочными соединениями. Как показано на рисунке чуть выше RTWC, элементы были соединены или иным образом усилены с помощью прибитых деревянных пластин.

  При осмотре повреждений, показанных на рис. 3, и аналогичных повреждений на имеющихся фотографиях становится очевидным, что возможны частичные разрушения каркаса, повторяющиеся виды разрушения, возникающие в вальмовых крышах. При сравнении этих отказов вальмовой крыши с соседними конструкциями на основе данных было определено, что в некоторых вальмовых крышах при скорости ветра EF2 могут преобладать отказы каркаса, а не отказы RTWC или потери обшивки. Также отмечается, что конструкция крыши может иметь важное значение. Наблюдаемые отказы стержневой рамы особенно наводят на мысль о том, что характеристики крыш с стержневой рамой следует отличать от характеристик ферменных 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 диапазоне DOD-4 и DOD-6 должны быть классифицированы, чтобы определить, связаны ли наблюдаемые отказы с обшивкой , RTWC или каркас крыши. Сортировка данных по районам дает дополнительную информацию о тенденциях в небольших регионах по сравнению со всей дорожкой повреждений 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 оценку по шкале EF в каждом месте. Эти данные были нанесены на карту и помечены булавками с цветовой кодировкой для представления ранжирования по шкале EF. Образец полученной карты показан на рисунке 4. На этой карте показаны две области, проанализированные для получения предварительной статистики, представленной здесь. Эти районы были расположены на западном конце пути повреждения. Анализируются только данные, соответствующие повреждениям EF1, EF2 и EF3, поскольку эти рейтинги соответствуют скорости ветра DOD-4 и DOD-6 для жилых крыш. 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, штат Миссури; нынешние регионы исследования выделены белым цветом.

  Проанализированы две исследуемые области, обведенные белым цветом на рис. 4, и оценено возникновение различных режимов отказа. Были проверены фотографии повреждений в отмеченных местах, и отмечен предполагаемый вид неисправности. При этом проходе данных каждое отдельное жилое помещение оценивалось на предмет того, было ли повреждение связано с RTWC, обшивкой или отказом каркаса. Помимо повреждения крыши, включены разрушения стен, соответствующие DOD-7. Районы исследования были выбраны на основе характеристик домов. Исторические снимки из Google Earth используются для определения первоначальной формы изучаемых крыш. Обнаружено, что в области 1 в левой части рисунка 4 находятся дома, которые казались более новыми, большинство из них с крутыми шатровыми крышами и большими основаниями. Дома в Районе 2 в основном кажутся старыми каменными домами с неглубокими крышами с деревянным каркасом.

  Результаты статистического анализа представлены в Таблице 2. Как показано, в Районе 1 56% домов с соответствующими повреждениями разрушились из-за частичного разрушения каркаса, а 35% имели признаки разрушения RTWC. На рис. 5 показан пример крутых вальмовых крыш, видимых по всему району, а аэрофотоснимок показывает, как обрушение повлияло на площадь поверхности крыши. Во многих случаях самые большие поверхности крыши были удалены, а части конструкции, закрывающие меньшие помещения, остались на месте. Многие из этих построек также имели каркасную конструкцию.

  Таблица 2 . Возникновение режимов обрушения крыши жилых домов в отдельных районах Джоплина, штат Мичиган.

  Рисунок 5 . Пример типичного обрушения вальмовой крыши в регионе 1, включая аэрофотоснимок, показывающий след частичного обрушения (источник изображения: д-р Дэвид Преватт, Google Earth).

  Возникновение типов отказов в регионе 2 отличается от такового в регионе 1; распределение обрушений кровли более равномерно по трем режимам, в то время как в районе 1 наблюдается более высокая частота отказов, которые можно считать серьезными обрушениями кровли, т. е. подпадающими под категорию DOD-6. В Регионе 2 у 33 % были обнаружены частичные отказы каркаса, а у 37 и 30 % — отказы RTWC и обшивки соответственно. Чтобы понять прогрессирование повреждения, дома, в которых обрушилась стена, учитываются на основе наблюдаемого типа разрушения крыши, который, как предполагается, предшествует повреждению стены. Например, в Районе 1 в 10% домов произошли частичные обрушения каркаса крыши и обрушение стен, а в 8% — разрушение RTWC и обрушение стен. Это приводит к 18% случаев обрушения стен в регионе. Взаимосвязь между режимами разрушения стены и крыши требует дальнейшего изучения для выявления причинных последствий каждого режима разрушения крыши.

  Смещение частоты возникновения определенных режимов отказа между двумя регионами может быть результатом нескольких факторов; однако отмечается, что многие дома в Районе 2 оказались более старой постройки, чем дома в Районе 1, и имели более низкий скат крыш. Хотя это наблюдение может свидетельствовать о том, что наклон крыши способствует возникновению отказов каркаса, неясно, какие другие факторы могли оказать дополнительное влияние. Например, отсутствие боковых ограничений в старых домах могло привести к частым обрушениям стен. В примере, показанном на рис. 6, произошло частичное разрушение каркаса крыши. Однако этот отказ мог произойти из-за обломков деревьев, видимых на вершине обрушившейся крыши. Другие случаи частичного отказа в Районе 2 также неоднозначны, и, поскольку Район 2 находился с подветренной стороны от Района 1, обломки, вероятно, сыграли большую роль. В любом случае, в обоих регионах частичные обрушения происходят, по крайней мере, так же часто, как и другие виды обрушения кровли. Требуется дополнительная работа, чтобы получить полный набор статистических данных об этих отказах и лучше определить региональные условия, которые могут способствовать их возникновению.

  Рисунок 6 . Частичное разрушение шатровой крыши в области 2 (источник изображения: д-р Дэвид Преватт).

  Аналитический метод

  Подход и допущения

  Разработан и проверен метод численного моделирования для анализа влияния внутренних нагрузок и прочностных характеристик компонентов деревянного каркаса крыши при воздействии ветра. После разработки модели для получения усилий на стержнях рассчитываются грузоподъемности элемента. Результаты выбранного метода моделирования методом конечных элементов объединяются с оценочными значениями пропускной способности элемента. Это позволяет оценить прочностные характеристики структурных компонентов в форме отношения относительной потребности к 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 содержат звенья на пути вертикальной нагрузки, и потенциальные отказы могут возникнуть в любом из них. Подробное объяснение этой работы можно найти в исследовании Stevenson (2017).

  Различия между методами строительства крыш, такими как ферменный каркас и стержневой каркас, оцениваются для определения относительной вероятности разрушения каркаса каждого типа. Возможности элементов каркаса крыши также сравниваются с возможностями RTWC, чтобы обеспечить точку отсчета для соотнесения настоящих результатов с обычно наблюдаемыми режимами отказа при хорошо установленных скоростях ветра (т. е. DOD-6). Допущение надлежащей конструкции в анализе позволяет выявить пробелы в текущем проекте, если будет обнаружено, что отказ будет вероятным. В противном случае выводы подтвердят неправильное строительство в домах с наблюдаемыми дефектами.

  Анализ потребности и пропускной способности ферменных и каркасных секций крыши

  Чтобы понять возможность выхода из строя элементов или соединений в каркасе вальмовой крыши, необходимо определить влияние нагрузки, вызванной подъемом ветра на элементы каркаса, и сравнить их с элементами способности сопротивляться этим воздействиям. Точный анализ деревянных конструкций должен учитывать анизотропные свойства древесины, сложное поведение соединений и многочисленные возможные режимы отказа. Опубликованная литература содержит подробную информацию о моделировании нелинейного поведения и установлении критериев отказа для определенных компонентов крыши, но имеется ограниченная информация о других элементах и ​​конструкциях из стержневой рамы. 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 отношений D/C. Этого достаточно, чтобы проверить гипотезу о частичных отказах каркаса, хотя для построения кривых хрупкости потребуется дальнейший анализ.

  Для наблюдения за влиянием линейной нагрузки на элементы и соединения системы крыши силы элементов рассчитываются с помощью моделирования методом конечных элементов с использованием SAP2000. Отдельные фермы и компоненты каркасных крыш моделируются при равномерном отрицательном внешнем давлении, а результирующие осевые силы и моменты используются для оценки требований к каждому элементу. Как уже упоминалось, дополнительные сведения о методе проверки и анализа модели предоставлены Stevenson (2017).

  Конструкции вальмовой крыши, использованные в анализе

  В деревянном каркасном строительстве в Канаде и США используются аналогичные подходы, в которых преобладают предписывающие или традиционные конструкции (Канадская ипотечная и жилищная корпорация, 2014). Для конструкции крыши эти подходы состоят из следующих документов, таких как Международный жилищный кодекс или часть 9 Национального строительного кодекса Канады, для определения размера элемента, расстояния и требований к крепежу. В Канаде эти требования взяты из табличных значений, основанных на расчетных снеговых нагрузках.

  Предписываемый проект охватывает как каркасные, так и ферменные крыши, хотя сами фермы должны быть спроектированы и поставляются с инструкциями по уходу, обращению и установке. Фермы, соединенные металлическими пластинами (MPC), проектируются на основе распределения дополнительной нагрузки компаниями, специализирующимися на их производстве. Они становятся преобладающей формой строительства новых жилых крыш, по крайней мере, в Канаде (Canada Mortgage and Housing Corporation, 2014). Тем не менее, стержневой каркас все еще используется, и большая часть стареющего жилищного фонда состоит из стержневого каркаса. В настоящем исследовании необходимо рассмотреть как ферменные, так и каркасные конструкции, поскольку по имеющимся данным обследования оба типа крыш не выдерживают испытаний.

  Двумерный анализ D/C в этой работе использует одну ферму MPC, основанную на фермах, используемых в полномасштабной вальмовой крыше, испытанной Henderson et al. (2013). На рис. 7 показана конструкция фермы. показана только половина фермы из-за симметрии. После анализа фермы была спроектирована вальмовая крыша с каркасом из стержней, чтобы соответствовать профилю и геометрии плана ферменной крыши из Henderson et al. (2013), чтобы обеспечить точку сравнения.

  Рисунок 7 . Половина смоделированной фермы с помеченными узлами и элементами.

  Для каркасной крыши раздел 9.23 NBCC (Канадская комиссия по строительным и противопожарным нормам, 2010 г.) используется для определения соответствующего размещения элементов и требований к размерам, в дополнение к минимальному количеству и направлению гвоздей в каждом стыке. . Полученная конструкция показана на рис. 8 с размерами элементов и расстоянием между ними. Расположение элементов каркасных крыш приводит к распределению нагрузки между поверхностями и отдельными элементами крыши. Вальмовое стропило передает нагрузки между элементами на соседних поверхностях крыши, а обшивка играет роль в воздействии системы между элементами на одной поверхности. Из-за такой компоновки невозможно извлечь двумерное поперечное сечение крыши для анализа, как это было эффективно сделано для ферменной крыши. Вместо этого настоящий анализ крыши с каркасом из стержней упрощается путем изучения одного типичного нарожного стропила. После осмотра считается, что стропила, расположенные ближе всего к центру крыши, подвергаются наибольшему спросу в условиях давления крыши из-за самых длинных неподдерживаемых пролетов. Ожидается, что центральные нарожные стропила будут испытывать самые высокие моменты и сдвигающие внутренние силы, а их соединения должны будут выдерживать самые большие опорные реакции. Лица крыши идентичны, поэтому выбрано нарожное стропило, показанное на рис. 9., представляет собой четыре различных нарожных стропила на крыше.

  Рисунок 8 . Вид сверху проектируемой вальмовой крыши из стержневого каркаса.

  Рисунок 9 . Иллюстрация нарожного стропила, выбранного для анализа стержневой рамы.

  Численное моделирование вальмовых крыш с деревянным каркасом

  Стратегия разработки модели в этом исследовании заключается в том, чтобы оценить, можно ли использовать более одного аналога упрощенной модели в комбинации, чтобы получить максимально возможное воздействие нагрузки на каждый элемент фермы. Этот подход был сочтен подходящим для настоящих целей, потому что, сравнивая мощность каждого элемента с его наихудшим возможным сценарием нагрузки, можно определить все уязвимые элементы, не тратя вычислительных или экспериментальных ресурсов на получение достаточного количества данных, чтобы сделать возможным нелинейное моделирование. Еще одним преимуществом использования максимальных сил является то, что он может выявить критические условия, которые возможны, но не учитывались ранее.

  Установлено, что максимальный спрос на каркас фермы получается при комбинации двух аналогов модели. В одной из моделей используются все шарнирные соединения, а в другой — все жесткие соединения. Геометрический аналог моделируется таким образом, что элементы пояса фермы воздействуют на их нижние грани, а элементы стенки моделируются вдоль их центроидов. Для случая фермы результаты стержней и совместных усилий извлекаются из обеих моделей и обрабатываются, чтобы обеспечить максимальные значения требований к элементам фермы. Максимальный спрос на стропила с каркасной рамой также получен из двух моделей; один с шарнирными опорами, а другой с жесткими опорами. В случае стержневой рамы анализ одиночного стропила можно легко выполнить с помощью ручных расчетов. Тем не менее, SAP2000 используется для того, чтобы можно было смоделировать выбранное стропило с шарнирным и жестким соединением на опорах, и можно было получить результаты максимальной силы в обоих случаях, аналогично методу, используемому при анализе фермы.

  Анализ D/C выполняется с использованием результатов спроса, следующих за моделями фермы при равномерном поднятии 3,25 фунта/дюйма (0,57 Н/мм). Подъемная сила ветра моделируется 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 (Институт проектирования конструкций, 2010 г.) с использованием базовой скорости ветра 71,5 миль в час (115 км/ч). В ходе предварительного моделирования было установлено, что эта скорость ветра соответствует точке, в которой отношение D/C для RTWC равно 1. Считается, что это представляет подъемную силу, при которой ожидается разрушение первого элемента фермы. Для случая стержневой рамы давление, соответствующее скорости 71,5 миль в час, умножается на площадь притока, поддерживаемую стропилами, в результате чего получается равномерно распределенная нагрузка 2,17 фунта / дюйм (0,38 Н / мм).

  Важно отметить, что базовая скорость ветра 71,5 мили в час не соответствует скорости ветра торнадо и требует корректировки для прямого сравнения с DOD-6 для жилых построек. Тем не менее, некоторые наблюдения могут быть сделаны из литературы, основанной на этом результате. Моррисон и Копп (2011) протестировали соединения пальцев ног при реальной ветровой нагрузке и аналогичным образом связали результаты прочности с основной системой сопротивления ветровой нагрузке, а также расчетными скоростями ветра компонентов и облицовки, используемыми в ACSE 7-05. Скорость ветра 71,5 миль в час согласуется с оценками, приведенными в таблице 5 Моррисона и Коппа, в которых не учитывается распределение нагрузки между соседними соединениями. При рассмотрении распределения нагрузки расчетная скорость ветра в Morrison and Kopp (2011) увеличивается.

  Применяемая скорость ветра 71,5 миль в час намного ниже, чем скорость ветра при разрушении, оцененная Kopp et al. (2016) и Гавански и Копп (2017). Оба исследования рассматривали распределение нагрузки и обнаружили, что при средней вероятности отказа скорость ветра, вызывающая отказ RTWC в шатровой крыше, составляет почти 155 миль в час (250 км/ч). Помимо несоответствия из-за распределения нагрузки, различные предположения относительно внутреннего давления, формы крыши и направления ветра могут привести к значительным различиям в расчетных скоростях ветра. Важно напомнить, что настоящее двумерное исследование сосредоточено на относительных уязвимостях каркаса вальмовой крыши и не претендует на определение скорости ветра при разрушении. Согласие между скорректированной скоростью ветра и оценками Моррисона и Коппа ASCE 7-05 подтверждает точность методологии.

  Расчет мощности

  Минимальная мощность каждого элемента в моделях рассчитывается для сравнения с максимальной потребностью в анализе D/C. В фермах вальмовой крыши Хендерсона и др. (Henderson et al., 2013) использовались пиломатериалы SPF № 2, соединенные стропильными пластинами MiTek MII-20. Были получены листы данных прочности плиты, подготовленные производителем в соответствии с канадскими требованиями к испытаниям плиты фермы (Институт исследований в области строительства, 2009 г.), которые используются в расчетах несущей способности. По сравнению с оценкой потенциала участников, которая проводится на основе табличных значений в Канадском справочнике по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010), совместные мощности требуют значительных усилий для точной оценки. В этом исследовании для расчетов пропускной способности соединений в этом исследовании используются спецификации Института ферменных плит Канады (2014 г. ) для ферм MPC в дополнение к уравнению, предложенному в Lewis et al. (2006) для мощности момента соединения.

  Расчеты несущей способности соединения включают определение несущей способности стального листа, деревянного элемента и взаимодействия между ними в соответствующих направлениях (Институт анкерных плит, 2007 г.; Канадский институт анкерных плит, 2014 г.). В случае стержневой рамы возможности соединения гвоздями двух опорных элементов оцениваются на основе нефакторизованных расчетных значений и уравнений из Канадского справочника по проектированию древесины (Canadian Wood Council/Canadian Standards Association, 2010). В зависимости от направления нагрузки расчеты требуемой несущей способности включают сопротивление выдергиванию гвоздя и боковое сопротивление.

  Уравнения пропускной способности кода обычно включают коэффициенты сопротивления материала, которые не учитываются в этом анализе D/C. Уравнение из исследования Lewis et al. (2006) не включает коэффициенты устойчивости, но обсуждение и результаты испытаний их исследования показали, что предложенное уравнение было скорректировано с учетом присущего коэффициента безопасности 1,5. Этот фактор безопасности удален в текущем анализе. Примеры расчетов пропускной способности и примечания, включая соответствующие кодовые уравнения и статьи, для всех требуемых режимов совместной пропускной способности предоставлены Stevenson (2017). Для справки: на рис. 7 показаны соединения и элементы фермы, обозначенные в соответствии с принятыми при расчете правилами, а на рис. 9показывает это для смоделированного нарожника.

  Результаты спроса и мощности

  Отдельные таблицы результатов максимального спроса и минимальной мощности представлены Stevenson (2017). В настоящей статье крайние отношения D/C для каждого элемента моделей ферм и стропил показаны в таблицах 3 и 4 соответственно. «Уязвимые» элементы — те, у которых отношение D/C ближе всего к 1, — выделены полужирным шрифтом. Соединения со значениями D/C «Н/Д» либо испытывают сжатие в результатах моделирования, либо содержат элементы, которые являются непрерывными и, следовательно, передают нагрузку через элемент, а не через 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 потребности к мощности (D / C) и определяющий режим отказа для смоделированной фермы с подъемом 3,25 фунта / дюйм (0,57 Н / мм).

  Таблица 4 . Отношения стержня и совместной нагрузки к грузоподъемности (D/C) для смоделированной секции стержневой рамы с подъемной силой 2,17 фунта/дюйм (0,38 Н/мм).

  Рисунок 10 . Схема расположения отказов в ферме, основанная на результатах анализа зависимости от мощности (D/C).

  Предварительные результаты, полученные при анализе фермы вальмовой крыши, показывают, что RTWC с гвоздями имеет наименьшую относительную прочность с разницей в 40 % при соотношении D/C 0,9.81 по сравнению со следующим самым высоким коэффициентом 0,695 в элементе верхнего пояса в стыке 3. Возможные изменения в пути нагрузки, грузоподъемности элементов, геометрии фермы и допусках могут привести к сдвигам в любом из соотношений D/C; однако, поскольку анализ основан на экстремальных значениях спроса на элементы каркаса, маловероятно, что отклонения в двух самых низких соотношениях D/C приведут к изменениям настоящего вывода. Ожидается, что RTWC с гвоздями почти всегда будут выходить из строя первыми в случае плоской фермы. Однако этот вывод неверен в случае, когда на RTWC используются ураганные лямки. В этом случае отношение D/C ураганного ремешка RTWC составляет 0,470, что снова сравнивается с 0,69.5 ст/с в верхнем хорде. Применение даже самого простого ремня для защиты от урагана может привести к отказу компонентов каркаса фермы.

  При том же ветровом подъеме, что и ферма, результаты показывают, что нарожное стропило также наиболее уязвимо в месте RTWC с гвоздями. Анализ стержневой рамы не включает грузоподъемность RTWC с ураганными ремнями. Однако ожидается, что введение ремней в RTWC приведет к отказу в стыке 1, поскольку в этом месте относительно высокое отношение D/C. Следующее самое слабое соединение, в стыке 2, состоит из семи гвоздей, соединяющих стропила с потолочной балкой. Он имеет гораздо более высокую мощность около 5000 Н.

  Результаты анализа стержневой рамы аналогичны результатам анализа фермы по двум причинам. Во-первых, они подтверждают распространенное мнение о том, что RTWC с гвоздями, вероятно, будет наиболее уязвимым элементом вальмовой крыши на этом скате. Результаты стержневой рамы также указывают на то, что соединение на коньке крыши является следующим наиболее уязвимым элементом. В обоих случаях различия в поведении крыши и параметрах соединения делают возможным возникновение других отказов. Это особенно правдоподобно, если принять во внимание ошибки строительства, ухудшающие характеристики элементов и устаревшие стандарты проектирования, в соответствии с которыми были построены старые каркасные дома.

  Ограничения

  Настоящий статистический анализ и анализ D/C успешно подтверждают гипотезу о том, что разрушения каркаса вальмовых крыш возможны (и распространены), и предлагают некоторые условия, которые могут влиять на режим, при котором деревянная каркасная вальмовая крыша может разрушиться. . Помимо этого вывода, важно отметить ограничения метода двумерного моделирования. Чтобы детально понять проблему отказов каркаса, необходимо разработать трехмерные модели, учитывающие распределение нагрузки и влияние обшивки. Из-за отсутствия данных и опубликованной информации, которая могла бы помочь в моделировании соединений металлических пластин и каркасных конструкций, было сочтено нерентабельным использование подробных трехмерных моделей в текущем исследовании.

  Дополнительная работа должна также оценить возможные различия, которые существуют в компонентах спроса и мощности текущих результатов. На уровне элемента существует множество параметров, которые могут привести к значительному изменению поведения конструкции крыши. Эти параметры связаны с конфигурацией соединений и допусками, изменчивостью свойств древесных материалов и различиями в крепежных элементах, предоставляемых разными производителями. В более широком масштабе методы проектирования различаются в зависимости от региона, компании и даже отдельных инженеров, а строительство домов обычно не подлежит тщательному контролю качества. Вероятность строительных ошибок и различий в конструкции может быть высокой. Эти изменения могут значительно изменить возможные результаты. Понимание отказов каркаса, помимо того, что они считаются теоретически возможными, является важным следующим шагом в улучшении строительных норм и правил, а также шкалы EF.

  Дополнительное обсуждение наблюдаемых отказов стержневой рамы

  Разрушения каркаса вальмовой крыши, представленные в этом документе, описывают несколько различных случаев и факторов, которые могут привести к уязвимости каркаса. Результаты анализа D/C подтверждают, что возможна потеря элементов или поверхностей вальмовой крыши с каркасом из стержней; однако прогресс разрушения больших секций кровли четко не определен. При повторном просмотре данных обследования повреждений и отчета о торнадо в Муре, штат Оклахома, (Graettinger et al., 2014) был отмечен дополнительный вид отказа, связанный со случаем стержневой рамы. Этот режим может указывать на неправильную конструкцию внешнего каркаса крыши или на потенциальное влияние каскадных отказов, вызванных распределением нагрузки в конструкциях из стержневого каркаса.

  На рис. 11 видно, что произошло частичное разрушение каркаса и удаление больших участков крыши. Однако при ближайшем рассмотрении становится очевидным, что потолочные балки и потолок под ними целы. Были сняты или повреждены только внешние стропила и прикрепленная к ним обшивка. Основываясь на результатах D/C-анализа для случая стержневой рамы, этот тип отказа маловероятен из-за относительно прочного соединения между стропилами и потолочной балкой. RTWC и соединение вдоль конька крыши при анализе кажутся гораздо более уязвимыми по сравнению с ранее упомянутым соединением с семью гвоздями. Изображенные поломки могли произойти из-за неправильного или отсутствующего крепежа между стропилами и балкой на верхней плите стены или быть инициированы разрушением верхнего стыка стропил. Кроме того, системные эффекты могли привести к прогрессирующему, каскадному разрушению смежных соединений, что привело к удалению всех лицевых поверхностей крыши после начала разрушения в одной точке.

  Рисунок 11 . Примеры частичного обрушения стержневой рамы, обрушения вальмовой крыши с неповрежденными потолочными балками. (A) Полное удаление внешнего каркаса крыши. (B) Частичное удаление нескольких поверхностей крыши (источник изображения: доктор Дэвид Преватт).

  Как уже упоминалось, анализ D/C для каркаса из стержней не предсказал, что соединение стропила со стеной будет уязвимым из-за его относительно прочного соединения с потолочной балкой. Согласно расчетам несущей способности стропил, соединение стропила с верхней пластиной должно иметь нагрузку 5000 Н, в результате чего отношение D/C равно 0,2. При ближайшем рассмотрении фотографий можно предположить, что на концах неповрежденных балок были прибиты гвозди; однако не похоже, чтобы было больше нескольких гвоздей. Принимая во внимание, что эти дома не были спроектированы в соответствии с теми же кодами, 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.

  Неисправности, показанные на рис. 11, и многие другие подобные неисправности интересны тем, что они объективно относятся к категории DOD-6 для жилых крыш; 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 каркасных конструкций.

  Заключение

  Наблюдения и статистические оценки повреждений, представленные в настоящем документе, расширяют существующее понимание обрушения крыш жилых домов и вводят ранее неизученный вид разрушения, характеризующийся повреждением компонентов каркаса крыши. Статистика наблюдаемых повреждений в выборочных районах из Мура, штат Оклахома, и Джоплина, штат Мичиган, показала, что отказы каркаса могут происходить так же часто, как хорошо изученные режимы разрушения RTWC и обшивки при скоростях ветра EF1 и EF2. В то время как обычно считается, что дома с шатровой крышей более устойчивы к ветровым повреждениям, чем дома с двускатной крышей, наблюдения за частичными разрушениями каркаса показывают, что шатровая крыша может быть более уязвимой, чем предполагалось ранее.

  Разработан метод численного моделирования и анализа для дальнейшего изучения поведения обычных компонентов каркаса вальмовой крыши. Оцениваются как фермы, так и каркасные конструкции, чтобы обеспечить сравнительное исследование двух методов строительства. Результаты двумерного D/C-анализа для случаев с фермами и стержневой рамой были использованы для понимания вероятных мест уязвимости в конструкции каркаса и проверки гипотезы о разрушении крыши, происходящем внутри конструкции каркаса. Упрощенный метод моделирования с огибающей нагрузки и анализ D / C продемонстрировали возможность определения мест уязвимости как в ферменных, так и в стержневых секциях крыши при подъеме ветра. Наблюдательные и численные исследования позволили сделать следующие основные выводы:

  • В районах, изученных с использованием фотографий повреждений с географической привязкой, до 56% домов в диапазоне повреждений EF1–EF3 пострадали от частичного обрушения каркаса крыши.

  • Тип конструкции может иметь важное значение для типа обрушения крыши дома. В районах, в которых 56% повреждений крыш жилых домов произошло из-за частичного обрушения каркаса крыши, дома оказались более новой, каркасной конструкции с большой площадью основания и крутыми крышами. В другом районе, где было 33% частичных разрушений, были дома, которые казались более старыми, с пологими крышами и каменными стенами. Также отмечается, что некоторые из частичных отказов, наблюдаемых в этом регионе, могли быть связаны с ударами обломков.

  • В наблюдаемых крышах с крутым уклоном следует отметить, что многие из наблюдаемых разрушений произошли асимметричным образом, т. е. одна из больших граней крыши рухнула, а противоположная осталась неповрежденной. В отличие от смоделированной кровли, которая в настоящем анализе подвергается равномерному подъемному давлению, крыши с более крутыми скатами, скорее всего, будут испытывать дисбаланс ветровых нагрузок на наветренную и подветренную стороны. Влияние изменения наклона крыши, формы плана и направления ветровой нагрузки будет дополнительно изучено, в дополнение к изменчивости прочности и жесткости материала, на более поздних этапах этого исследования.

  • Выявлен дополнительный вид отказа, связанный с полным или частичным удалением всей внешней оболочки каркасных крыш. Эти неисправности предполагают, что стропила, составляющие наклонную часть крыш с каркасной решеткой, могут не иметь надлежащего крепления на коньке крыши или к потолочным балкам и стенам под ними. Потеря внешней оболочки крыши из-за этого вида отказа при осмотре будет классифицироваться как повреждение DOD-6; однако на самом деле это может произойти при более низких скоростях ветра, чем те, которые необходимы для отказа RTWC, как показано в текущем анализе D/C. Этот вид отказа требует дальнейшего изучения, и дополнительная статистика его возникновения будет включена в будущую работу.

  • При использовании RTWC с гвоздями, фермы MPC при равномерном подъеме, скорее всего, прорвутся через RTWC, что приведет к потере всей конструкции каркаса и перекрытия. При поставке ураганных лямок начало разрушения может сместиться на элементы фермы и соединения (или на обшивку). Было обнаружено, что критические режимы отказа в конструкции фермы связаны с моментами элементов и соединений при подъеме. А именно, стыки верхнего пояса (соединение 3) и элемент горизонтального верхнего пояса (TC2) в смоделированной ферме оказались относительно уязвимыми, с отношением D/C 0,70 и 0,66 соответственно, в то время как отношение D/C с гвоздями RTWC был равен 1. Требование, связанное с моментом в элементах верхнего пояса, усиливается растягивающими осевыми силами, наведенными на эти элементы в результате типичного поведения фермы.

  • В случае анализа стержневой рамы также было обнаружено, что RTWC с когтями на пальцах ног являются наиболее уязвимым компонентом в двумерном анализе. Соотношение D/C для RTWC со стержневой рамой составляет 1,129 при том же подъеме, что и для фермы. Тем не менее, верхний стропильный стык также имеет относительно высокое отношение D/C, равное 0,66. Изучение фотографий с обзором повреждений показало, что разрушенные каркасные крыши могли иметь менее прочные соединения, чем это требовалось в проекте.

  • Сравнение двухмерных расчетов для ферм и стержневых каркасов показывает, что стержневые крыши содержат более уязвимые элементы. При эквивалентном ветровом подъеме D/C фермы RTWC составляет 0,9.8, в то время как RTWC нарожного стропила составляет 1,12. Это ожидаемо; однако эффект распределения нагрузки является важным фактором, особенно для случая стержневой рамы, который не рассматривается в данном исследовании.

  Вклад автора

  SS является доктором философии. студентка под совместным руководством Г.К. и А.А. Это исследование является частью работы, выполненной для магистерской диссертации SS. Гипотеза и подход к работе были разработаны совместно авторами. SS выполнил все анализы, интерпретировал данные, а также подготовил, оценил и подготовил рукопись для представления под непосредственным руководством GK и AA. GK и AA посоветовали дизайн анализа, интерпретацию результатов и оценку рукописи для публикации. Авторы соглашаются нести ответственность за все аспекты работы, обеспечивая надлежащее расследование и решение вопросов, связанных с точностью или целостностью любой части работы.

  Заявление о конфликте интересов

  Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

  Благодарности

  Эта работа финансировалась Советом по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады в рамках программы совместных исследований и разработок в сотрудничестве с Chaucer Syndicates Ltd. и Институтом сокращения катастрофических потерь (ICLR). Постоянная поддержка со стороны г-на Геро Мишеля (Чосер) и г-на Пола Ковача (ICLR) выражается с благодарностью. Авторы также признательны Drs. Дэвиду Преватту (Университет Флориды) и Дэвиду Руэшу (Университет Оберн) за предоставление данных обследования повреждений, ценные предложения и соответствующую литературу, а также Национальному научному фонду (NSF) за финансовую поддержку полевых исследований, приведших к возникновению их повреждений. данные опроса. Вышеупомянутые исследования повреждений были поддержаны исследовательским грантом NSF 11509. 75 и программа грантов NSF RAPID.

  Ссылки

  Амини, М. О., и ван де Линдт, Дж. В. (2014). Количественное понимание рациональных расчетных скоростей ветра торнадо для жилых деревянных каркасных конструкций с использованием подхода хрупкости. Дж. Структура. англ. 140. doi: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000914

  CrossRef Full Text | Google Scholar

  Канадская ипотечная и жилищная корпорация. (2014). Строительство деревянных каркасных домов в Канаде , 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

  Canadian Wood Council/Canadian Standards Association. (2010). Руководство по проектированию деревянных конструкций: полный справочник по проектированию деревянных конструкций в Канаде . Оттава, Онтарио: Канадский совет по дереву.

  Google Scholar

  Окружающая среда Канады. (2013). Окружающая среда и изменение климата Канады: расширенная шкала Fujita . Доступно по адресу: https://ec.gc.ca/meteo-weather/default.asp?lang=En&n=41E875DA-1

  Google Scholar

  Гавански, Э., и Копп, Г. А. (2017). Оценка хрупкости отказов соединения крыши со стеной деревянных каркасных домов при сильном ветре. J. Риск неопределенности Eng. Сист. 3. doi:10.1061/AJRUA6.0000916

  CrossRef Full Text | 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 Мур, штат Оклахома, 20 мая 2013 г. . Таскалуса, Алабама: Университет Алабамы.

  Google Scholar

  Хендерсон Д. Дж., Моррисон М. Дж. и Копп Г. А. (2013). Реакция узловых соединений крыши к стене на экстремальные ветровые нагрузки в полномасштабной деревянно-каркасной вальмовой крыше. англ. Структура 56, 1474–1483. doi:10.1016/j.engstruct.2013.07.001

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Институт исследований в области строительства. (2009 г.). 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 Ангус (Онтарио) 17 июня 2014 г. Can. Дж. Гражданский инж. 44, 37–47. doi:10.1139/cjce-2016-0232

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Копп, Г. А., Моррисон, М. Дж., и Хендерсон, Д. Дж. (2012). Натурные испытания малоэтажных жилых домов с реалистичными ветровыми нагрузками. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 104–106, 25–39. doi:10.1016/j.jweia.2012.01.004

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Льюис С. Л., Мейсон Н. Р., Крамер С. М., Верт Д. К., О’Реган П. Дж., Петров Г. и др. (2006). «Проектирование соединений деревянных ферм с металлическими пластинами на момент», в 9-й Всемирной конференции по деревообработке (Портленд, Орегон). Доступно по адресу: http://support.sbcindustry.com/Archive/2006/aug/Paper_322.pdf

  Google Scholar

  Мичем, Д. (1992). Улучшение характеристик вальмовых крыш при сильном ветре – тематическое исследование. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 43, 1717–1726 гг. doi:10.1016/0167-6105(92)

  -V

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Мичем Д., Сарри Д. и Давенпорт А. Г. (1991). Величина и распределение ветровой нагрузки на вальмовые и двускатные крыши. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 38, 257–272. doi:10.1016/0167-6105(91)

  -Y

  CrossRef Full Text | Академия Google

  Мехта, KC (2013). Разработка шкалы EF для интенсивности торнадо. Дж. Бедствие Res. 8, 1034–1041. doi:10.20965/jdr.2013.p1034

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Моррисон М.Дж. и Копп Г.А. (2011). Эффективность соединений пальцев ног при реалистичной ветровой нагрузке. англ. Структура 33, 69–76. doi:10.1016/j.engstruct.2010.09.019

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Преватт Д. О., Колборн В., Греттингер А. Дж., Пей С., Гупта Р. и Грау Д. (2013). Джоплин, Миссури, Торнадо от 22 мая 2011 г .: Исследование структурных повреждений и аргументы в пользу строительных норм и правил , устойчивых к торнадо. 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 проектирования конструкций после торнадо в Таскалузе в 2011 году . Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды.

  Google Scholar

  Рамсейер, К., Флойд, Р., Холлидей, Л., и Росвурм, С. (2014). «Влияние систем поперечной нагрузки на повреждения и живучесть жилых построек, пострадавших от торнадо Мур, Оклахома, 20 мая 2013 г.», в материалах Proceedings of the Structures Congress 2014 (Бостон, Массачусетс: ASCE), 1484–1507.

  Google Scholar

  Симмонс К.М., Ковач П. и Копп Г. А. (2015). Уменьшение ущерба от торнадо: анализ выгод и затрат на усовершенствованные строительные нормы и правила в Оклахоме. Климат погоды. соц. 7, 169–178. doi:10.1175/WCAS-D-14-00032.1

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Спаркс П.Р., Шифф С.Д. и Рейнхольд Т.А. (1994). Ветровое повреждение ограждающих конструкций домов и вытекающие из этого страховые убытки. Дж. Ветер Инж. Инд. Аэродин. 5, 145–155. doi:10.1016/0167-6105(94)-X

  Полный текст CrossRef | Google Scholar

  Standohar-Alfano, CD, and van de Lindt, JW (2016). Анализ риска торнадо для повреждения крыш жилых домов с деревянным каркасом в Соединенных Штатах. Дж. Структура. англ. 142. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001353

  CrossRef Full Text | Google Scholar

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

  Google Scholar

  Институт строительной инженерии. (2010). ASCE 7-10 Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений . Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

  Google Scholar

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

  Google Scholar

  Институт ферменных плит Канады. (2014). Процедуры проектирования ферм и технические условия для деревянных ферм, соединенных легкими металлическими пластинами . Брэдфорд, Онтарио: TPIC.

  Google Scholar

  van de Lindt, J. W., Pei, S., Dao, T., Graettinger, A., Prevatt, D. O., Gupta, R., et al. (2013). Философия проектирования торнадо на основе двух целей. Дж. Структура. англ. 139, 251–263. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000622

  CrossRef Full Text | Google Scholar

  Научно-технический центр ветроэнергетики. (2006). Рекомендация для усовершенствованных весов Fujita . Лаббок, Техас: Техасский технический университет.

  Google Scholar

  Калькулятор каркаса вальмовой крыши — дюймы

  Полноэкранный режим

  ?

  Всегда показывать полное меню

  Прилепленное меню

  Новый Расстояние между полками Смотрите завершенные проекты!

  Свяжитесь с нами

  Есть идея для нового калькулятора или улучшения/дополнения к существующим?
  Или нужна помощь с использованием наших калькуляторов?
  Пожалуйста, дайте нам знать!

  ?

  Создание и печать полномасштабных PDF-файлов с диаграммами на этой странице (шаблоны)

  Калькулятор каркаса вальмовой крыши — с шаблонами резки угла стропила и планами компоновки — дюймы

  908:50 Элементы крыши имеют цветовую маркировку
  Коммон и Король Коммон
  хребет
  Бедренное стропило
  Джек Рафтер

  ---

  
  

  ?

  Как скорректировать результаты для расширения крыльца вальмовой крыши

  Расширения крыши крыльца

  ?

  Создает ссылку для сохранения или совместного использования текущего расчета

  Поделитесь этим расчетом
  

  ? От внешней стороны стены к внешней стороне стены (длинная сторона) Длина стены ? При использовании точного расстояния между стропилами может потребоваться регулировка центров стропил на каждом конце конька. При текущей ширине стены эти значения длины стены работают без регулировки (одинаковое расстояние) Опции Толщина стропил ? От внешней стороны стены к внешней стороне стены (короткая сторона) Ширина стены ? При использовании точного расстояния между стропилами может потребоваться регулировка центров стропил на каждом конце конька. При текущей длине стены эти значения ширины стены работают без регулировки (равный интервал) Опции Глубина стропил Высота стены Толщина бедер Толщина стены Глубина бедра ? Введите угол в градусах напрямую или выберите шаг из раскрывающихся списков для расчета и автоматического ввода угла Угол крыши ° _11. 522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.5141415.515.51616.51717.51818.51919,52021222324 в 12 Толщина хребта Свес (уровень) Глубина хребта ? Включите схему с 4 отдельными сегментами крыши и размерами (плоская) Сегменты крыши ? Кровельные листы, выступающие за концы стропил (на уголке) Продлевать Точное расстояние между стропилами ? Увеличьте глубину птичьего рта, чтобы опустить края вальмы на одном уровне с обычными стропилами Опустить бедро ? Скошенные кромки вальмы для выравнивания с обычными стропилами Фаска бедра ? Точное расстояние сохраняет введенное расстояние и при необходимости корректирует 2 расстояния между крайними ребрами Точное расстояние ? Equal Spacing настраивается до ближайшего UNDER или равного введенному интервалу Равный интервал ? Включите план рабочих замеров конька, стены и отметки расстояния между ребрами План размещения ? Сиденье Бердсмут ? Показать отдельные схемы домкратов с полными размерами Все Джек Стропила Ноги Дюймы Метрика Все измерения являются фактическими физическими готовыми размерами. Включить латы

  
  

  Деталь соединения стропил

  
  

  Для хорошей прямой фасции добавьте дополнительный дюйм или 2 к концам всех ваших стропил (общая длина). После того, как они будут готовы, вы можете щелкнуть линией, чтобы отметить и обрезать хвосты по красивой прямой линии, чтобы компенсировать любую деформацию гребня или ошибки маркировки, обрезки и исправления.

  
  

  2-х концевые стропила King Common немного отличаются по длине от других обычных стропил, потому что толщина конька и стропила неодинакова.
  Если толщина конька и обычного стропила одинакова, 2 торцевых простых стропила будут такими же, как и все обычные стропила.
  Используйте шаблон стропила для конца King Commons и отрегулируйте длину и срез в соответствии с требованиями.

  
  

  Отметьте, вырежьте (и примерьте) 1 обычную и 1 бедро, затем используйте в качестве шаблонов, чтобы отметить и вырезать остальные.

  Если вы используете циркулярную пилу или комбинированную торцовочную пилу, установите угол наклона пилы на 45°, чтобы получить правильные углы наклона и наклона. Если угол скоса пилы установлен на 45°, обрезка вальм и лиан под углом отвеса даст правильные боковые углы. Распечатайте полноразмерные бумажные шаблоны — вырежьте и согните дерево, чтобы отметить и вырезать углы.

  Щелкните левой кнопкой мыши, отпустите и перетащите для измерения в масштабе на диаграмме ниже. Увеличьте масштаб диаграммы для более точных измерений.

  Угол крыши Свес Весы

  
  

  Чтобы разметить и вырезать вальмовые отвесы и боковые срезы с помощью циркулярной пилы, распечатайте бумажный шаблон (легко и точно) ИЛИ:
  1: Отметьте конечную линию угла отвеса (назад от квадрата) с обеих сторон бедра. Это острый конец. (пока не резать)
  2: Измерьте расстояние от этой линии и отметьте вторую параллельную линию с обеих сторон бедра. (Это линия, по которой нужно резать)
  3: Установите угол наклона диска циркулярной пилы на 45°, отрежьте 1 сторону по второй линии, наклонив диск к заострённому концу, затем переверните и отрежьте то же самое с другой стороны.

  Распечатайте и вырежьте бумажные шаблоны в натуральную величину — согните дерево, чтобы отметить и вырезать углы (легко)

  ---

  
  

  Угол обшивки слоя и отступ отреза Обе ориентации листа ↔ ↕ 1138,93 фут² = 35,6 листов + 5%10%15% отходов = 40 листов Листы округлены до следующего полного листа Калькулятор обшивки бедра

  
  

  ---

  
  

  Расширения крыши крыльца

  Для расширения крыльца вальмовой крыши от существующей стены здания вы можете использовать половину результатов калькулятора. Введите длину пристройки в поле «Длина стены» и двойная ширина пристройки, затем минус толщина ребра, в записи «Ширина стены».
  (за вычетом толщины конька, чтобы конек стал опорной пластиной — вершина крыши будет немного выше — толщина конька должна быть такой же, как и общая).

  Полученная схема крыши затем «разрезается пополам» по линии вершины конька , при этом нижняя половина является продолжением крыши, с коньком и 2-мя концевыми (корольными) обычными стропилами, становящимися опорными плитами, которые крепятся к существующей стене здания. ①

  Наверх ↑

  Длина расширения крыши должна быть как минимум в два раза больше ее ширины, иначе 2 бедра сойдутся до того, как достигнут существующей стены здания. Если длина пристройки составляет половину длины пристройки, то 2 бедра встретятся на на с существующей стеной, а крыша достигнет пика. (без гребня), как половина пирамиды. ②

  Если длина удлинителя на меньше, чем на удвоенную ширину, 2 бедра встретятся до того, как достигнут существующей стены, и вам понадобится гребень, выходящий из существующая стена под углом 90°, чтобы соединить бедра в месте их соединения. В этом случае вы можете ввести длину пристройки в поле «Ширина стены». и удвойте ширину пристройки в «Длину стены», затем «разрежьте диаграмму пополам» вдоль по центру. (переместите или добавьте 2 обычных, чтобы они стали пластинами для опроса на существующей стене) ③

  Ширина крыльца Ридж Толстый

  
  

  Плюсы и минусы, советы по установке, руководство для покупателей

  Получите оценку от профессионалов кровельных работ

  Несмотря на то, что они могут быть стильными, вальмовые крыши названы не потому, что они являются последними в кровельной моде. Они названы в честь конструкции, в которой построена крыша, которая включает скаты со всех четырех сторон, которые сходятся вверху, образуя конек.

  Но они еще и симпатичные! Фактически, вальмовая кровля является невероятно популярным архитектурным стилем кровли в Соединенных Штатах благодаря своей проверенной долговечности и современному дизайну. Наклон крыши позволяет дождю и снегу легко соскальзывать, уменьшая вероятность повреждения ветром, поэтому они являются идеальным выбором для домовладельцев, которые живут в районах, подверженных сильным ветрам и обильным снегопадам.

  Ищете квалифицированных кровельщиков рядом с вами?

  Узнайте, сколько будет стоить ваш проект

  Не настоящий почтовый индекс.

  В этой статье мы собираемся предоставить вам все, что вы знаете о четырехскатных крышах. Обсудим, какие они бывают, преимущества и недостатки, устройство вальмовой крыши, виды конструкций и ответы на наиболее часто задаваемые вопросы. Это поможет вам решить, хотите ли вы построить четырехскатную крышу или другой тип крыши для своего дома.

  В Legacy Service мы предлагаем услуги по установке и замене для домовладельцев в Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэре. Свяжитесь с нами сегодня, если вы хотите обновить свой дом. Чтобы узнать больше о вальмовых крышах, продолжайте читать.

  Что такое вальмовая крыша?

  Шатровая крыша относится к способу конструкции крыши, а не к материалу, из которого она построена. Этот тип крыши имеет скаты со всех четырех сторон, которые наверху объединяются в точку. Это облегчает стекание конденсата во время дождя, снега и грозы, а также помогает защитить ваш дом от сильного ветра.

  Если вы строите крышу для своего нового дома, вам обычно приходится выбирать между вальмовой и двускатной крышей. Разница между ними заключается в том, что вальмовая крыша определяется наличием четырех сторон, а двускатная крыша определяется наличием двух сторон. В то время как двускатные крыши имеют две стороны или пики, которые наклоняются вниз к вашему дому, вальмовые крыши имеют стиль, в котором все стороны будут наклонены вниз по стенам вашего дома.

  Итак, что такое вальма на крыше?

  Бедро — это место, где одна секция крыши встречается с другой. Этот стиль идеально подходит для снежной и ветреной среды, так как наклон позволяет снегу легко соскальзывать, что предотвращает стоячую воду, которая в противном случае могла бы привести к обрушению крыши.

  Где использовать четырехскатную крышу?

  Шатровые кровли популярны среди домовладельцев по всей территории Соединенных Штатов, но они лучше всего подходят для ветреной и снежной погоды. Конструкция каркаса обеспечивает непревзойденную прочность конструкции. Внутренний наклон всех четырех сторон является причиной того, что этот тип крыши такой прочный и прочный, с наклоном, который позволяет снегу и воде легко соскальзывать.

  Обратите внимание: для защиты от сильного ветра или сильного шторма рекомендуемый шаг шатровой крыши составляет 4/12-6/12 (угол 18,5°-26,5°).

  Если вы заинтересованы в установке шатровой крыши в своем доме, свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, что наша команда может сделать для вас. Мы предоставляем услуги по установке и замене кровли для домовладельцев на юго-востоке Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэр. Мы вышлем специалиста, который предоставит вам бесплатную консультацию, которая поможет вам решить, хотите ли вы битумную черепицу, металлическую кровлю или другой тип покрытия для вашей новой крыши.

  В следующих разделах мы обсудим плюсы и минусы вальмовой формы крыши. Это поможет вам решить, хотите ли вы продолжить процесс или выбрать другую форму для своего дома, например, фронтон.

  Pros

  Почему вы должны выбрать вальмовую крышу для своего дома? Давайте взглянем на преимущества этого архитектурного стиля:

  • Они делают дома прочными и устойчивыми. – Шатровые крыши, как правило, более прочные и устойчивые, чем двускатные крыши. Это связано с тем, что наклон внутрь происходит со всех четырех сторон конструкции. Это помогает обеспечить дополнительную устойчивость к сильному ветру и осадкам.
  • Они позволяют осадкам соскальзывать и легко стекать — Наклон крыши будет эффективно отводить осадки от остальной конструкции. Это идеально подходит для регионов, где выпадают тонны снега, потому что это помогает вашей крыше избежать стоячей воды и дополнительного давления, возникающего при значительном скоплении снега.
  • Они позволяют добавить дополнительное пространство по мере необходимости – Если вы строите слуховое окно или воронье гнездо, вальмовые крыши могут предоставить вам дополнительное пространство для вашего дома. Это простое дополнение, которое вы можете использовать как место для хранения или даже как еще одну комнату, через которую подрядчики могут провести водопровод и электричество, если это необходимо.
  • Они предлагают множество вариантов дизайна – После того, как вы выберете вальмовую крышу, вы обнаружите, что существует множество эстетически привлекательных вариантов дизайна. Среди них мансардные, тентовые, двускатные и павильонные. Они также могут поддерживать широкий спектр материалов, от битумной черепицы до металлической кровли и многого другого.

  Минусы

  Почему некоторые домовладельцы отказываются от вальмовой крыши? К недостаткам вальмовых типов крыш относятся:

  • Их строительство обходится дороже — Поскольку вальмовые крыши имеют более сложную конструкцию, для строительства которой потребуется больше инструментов и материалов, их установка обычно дороже, чем двускатные крыши. Если вы более осведомлены о стоимости строительства, вы можете выбрать двускатную крышу, а не вальмовую крышу.
  • У них должен быть определенный угол наклона, если вы живете в ветреной местности. – Если вы живете в районе, где часто бывают сильные штормы, то лучше всего иметь шаг с определенным углом, который находится где-то между 18,5 и 26,5 градусами. Если в вашем дизайне есть что-то большее или меньшее, это может вызвать проблемы в очень ветреную погоду.
  • Трудно обеспечить надлежащую вентиляцию – Поскольку каждая сторона имеет одинаковый уклон, обычно труднее обеспечить достаточную вентиляцию на шатровой крыше. Прерывание аэродинамического профиля с одной стороны может вызвать дисбаланс всей остальной части крыши. Это может привести к накоплению влаги внутри крыши, вызывая плесень или грибок, что может повлиять на здоровье людей в вашем доме.

  Строительство вальмовой крыши

  Хотя вальмовая крыша является одним из самых простых в строительстве типов крыш, мы не рекомендуем делать ее самостоятельно, если у вас нет определенного опыта, вы точно не знаете, что делаете, и не имеете приятель или два, чтобы помочь вам. Строительство вальмовой крыши обычно выполняется командой профессионалов, имеющих многолетний опыт работы в своей отрасли.

  Неудивительно, что правильная конструкция и техническое обслуживание необходимы для предотвращения мелких проблем, которые со временем могут перерасти в более серьезные проблемы. Как видите, вальмовые крыши имеют больше швов, чем двускатные, что облегчает образование протечек, если крыша установлена ​​неправильно. Но если все сделано правильно, вальмовые крыши намного долговечнее и могут прослужить дольше, чем двускатные, иногда до пяти десятилетий и более.

  В следующем разделе мы обсудим процесс строительства, от каркаса вальмовой крыши до добавления черепицы в конце. Помните, что если вам нужна замена или установка крыши, вы всегда можете связаться с нашей командой Legacy Service для бесплатной оценки.

  Как построить четырехскатную крышу

  Если вы планируете построить четырехскатную крышу для своего дома, вы, вероятно, хотели бы знать, как это делается. И если у вас есть опыт и желание попробовать, вы можете даже захотеть построить его самостоятельно. В любом случае ознакомьтесь с нашим пошаговым руководством по установке вальмовых крыш:

  1. Измерьте и обрежьте стропила — Измерьте ширину и высоту со всех четырех сторон. Стандартные вальмовые крыши имеют конек, который образует верхнюю часть крыши. Вальмовые стропила представляют собой два наклонных гребня, которые наклоняются наружу и вниз к углам. Эти стропила проходят вдоль боковых стен, которые еще называют рядовыми стропилами.
  2. Рассчитайте длину всех обычных стропил – Измерив ширину здания, разделите полученное число на два, так как каждое стропило будет покрывать только половину крыши. Перед расчетом уклона крыши отнимите ширину от коньковой доски.
  3. Выделите птичий патрубок на стропилах — Птичий патрубок представляет собой зазор в стропиле, чтобы он мог поместиться на верхней части стены конструкции. Вам нужно будет разрезать его, чтобы найти место с помощью столярного угольника.
  4. Используйте круглую пилу для раскроя рядовых стропил. – Используйте первое стропило в качестве шаблона, вырезав те же шаблоны на остальных рядовых стропилах. Расположите каждое из стропил через каждые 50 см вдоль стен здания.
  5. Сборка королевского и вальмового стропил – Королевское стропило представляет собой длинное центральное стропило на концевых углах крыши, которое простирается от стены до конца конька. Они обеспечивают дополнительную поддержку коньковому брусу, предотвращая его обрушение.
  6. Прибейте остальные обычные стропила к коньковому брусу – Обязательно разместите каждое стропило на расстоянии 20 дюймов друг от друга.
  7. Прикрепите фанерную обшивку – Прибейте обшивку к обычным стропилам. Вам нужно будет сделать это до того, как черепица будет помещена на крышу. Кроме того, убедитесь, что лист дерева абсолютно плоский и прямой.
  8. Прикрепите черепицу . Это последний этап процесса. Существует множество руководств, в которых обсуждается, как крыть черепицей вальмовую крышу.

  Найдите рядом квалифицированных кровельщиков

  Не настоящий почтовый индекс.

  Конструкции вальмовой крыши

  Как выглядит вальмовая крыша?

  Поскольку существует множество конструкций, вальмовые крыши могут выглядеть по-разному. Некоторые из самых популярных конструкций включают:

  • Простая вальмовая крыша — это наиболее распространенный стиль. Он имеет наклон в форме многоугольника с двух сторон и наклон в форме треугольника с двух других сторон. Четыре стороны сходятся вверху, образуя гребень.
  • Полувальмовые – Полувальмовые крыши также называют вальмовыми или подстриженными фронтонами. Они имеют две короткие стороны, образующие карниз. Для них характерны верхние точки фронтона, и они выгодны, потому что дренаж в желоба и из них намного проще.
  • Вальмовая – Это другой стиль, хотя и более сложный, чем простая вальмовая крыша. Он расположен над Г-образными конструкциями перпендикулярно. Шов образует вальмовую крышу. Две секции образуют долину, формируясь в конце.
  • Голландское двускатное бедро . Эти крыши предлагают дополнительное внутреннее пространство благодаря небольшой двускатной конструкции, расположенной на коньке крыши. В некоторых случаях можно даже добавить слуховое окно. Это не только добавляет декоративности, но и может превратить чердак в функциональное жилое пространство.
  • Пирамидальное бедро – Этот стиль характеризуется четырьмя треугольными сторонами одинакового размера, которые соединяются наверху, образуя форму пирамиды.

  Часто задаваемые вопросы о вальмовой кровле

  Если вы рассматриваете планы домов с вальмовыми крышами, у вас, вероятно, возникнет несколько вопросов. В этом разделе мы обсудим те из них, которые чаще всего задают нашим специалистам до или во время процесса монтажа кровли.

  В Legacy Service мы предлагаем ряд услуг по улучшению и обновлению экстерьера вашего дома. От установки кровли до замены сайдинга наша команда может позаботиться обо всем за вас! Просто дайте нам знать, что вам нужно.

  Вот наиболее часто задаваемые вопросы о вальмовой кровле:

  В чем преимущество вальмовой крыши?

  Вальмовые крыши имеют ряд преимуществ. Поскольку они имеют четыре ската, которые наверху объединяются в конек, они, как правило, гораздо более устойчивы, чем другие типы крыш, включая двускатные, которые имеют только два ската. Например: скаты на вальмовых крышах уменьшают воздействие сильного ветра, так как ветер должен идти вверх и над крышей. Кроме того, они позволяют снегу и другим видам осадков стекать намного легче.

  Шатровые крыши также позволяют персонализировать внешний вид вашего дома. Это дает домовладельцам возможность добавлять элементы дизайна премиум-класса (например, сводчатые потолки) или варианты для увеличения пространства или места для хранения (например, слуховые окна или воронье гнездо). Они также, как правило, имеют одинаковую фасцию со всех сторон, поэтому вы можете довольно легко установить водосточные желоба. Водосточные желоба помогают защитить сайдинг от повреждения водой и защитить вашу собственность от затопления.

  Вальмовая крыша дороже?

  Шатровые крыши, как правило, дороже, чем двускатные. Затраты могут различаться в зависимости от размера вашей крыши, используемого материала, а также уклона и уклона, но обычно они составляют от 20 000 до 50 000 долларов. Домовладельцы могут рассчитывать заплатить от 8 до 12 долларов за квадратный фут за установку в одноэтажном доме стандартного размера.

  Шатровые крыши дороже в строительстве, чем двускатные, потому что они имеют более сложную конструкцию, которая требует больше строительных материалов, включая систему ферм или стропил. Тем не менее, вы можете сэкономить немного денег, когда дело доходит до создания вальмовой крыши, потому что это проще, поскольку все внешние стены имеют одинаковую высоту. Шатровые крыши также могут служить дольше из-за того, что они более долговечны, что также может помочь вам сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

  Если вы все еще думаете о вальмовой крыше, начните с того, что свяжитесь с нашей командой в Legacy Service. Мы предоставляем услуги по установке и замене домовладельцев в Пенсильвании, Нью-Джерси и Делавэре. Мы вышлем специалиста, который ответит на все ваши вопросы и бесплатно рассчитает стоимость.

  Чем отличается вальмовая крыша от двускатной?

  Вальмовая крыша – это крыша, которая поднимается вверх со всех сторон здания. Вальма — это внешний угол, где сходятся смежные наклонные стороны крыши. Шатровые крыши в основном отличаются от двускатных тем, что обычно имеют четыре стороны, а не две. Существует также контраст в общем дизайне и функциональности крыши.

  Так как конструкция двускатной и вальмовой крыш различается, плюсы и минусы тоже разные. Например: вальмовые крыши имеют тенденцию быть более устойчивыми, чем двускатные из-за их конструкции. Они также лучше сопротивляются ветру и стоку осадков. Однако они, как правило, дороже двускатных крыш. Вам решать, какой из них вы предпочитаете для своего дома.

  Шатровая крыша сама себя поддерживает?

  Шатровые крыши предназначены для самостоятельной поддержки. Они самоподдерживающиеся, поэтому для них требуется меньше диагональных распорок, чем для двускатных крыш. Их четыре наклонные стороны обеспечивают им превосходную устойчивость и прочность. Эти характеристики позволяют вальмовым крышам быть более устойчивыми к ветровым повреждениям, чем другие типы крыш, например двускатные. Наклон сторон также позволяет снегу, льду и дождю легко соскальзывать, что идеально подходит для районов, подверженных ураганам.

  Помните, что вальмовая крыша будет дороже в строительстве, чем двускатная, но она может сэкономить вам деньги в долгосрочной перспективе, поскольку она более прочная и служит дольше.

  Нужны ли потолочные балки для вальмовой крыши?

  Во многих случаях для вальмовых крыш потребуются потолочные балки, поддерживающие конструкцию. Однако есть случаи, когда вы можете построить один, не используя их. Например: квадратные вальмовые крыши обычно не требуют потолочных балок. Однако всегда лучше нанять профессионального кровельщика, который сможет сказать наверняка. Они ответят на любые ваши вопросы и подскажут, что лучше всего подойдет для вашего дома. В Legacy Service мы предоставляем услуги по установке и замене кровли людям на юго-востоке Пенсильвании, в Нью-Джерси и на севере Делавэра. Свяжитесь с нами, чтобы запланировать бесплатную оценку.

  Можно ли сделать шатровую крышу сводчатой?

  К счастью, вальмовые крыши дают вам возможность установить сводчатые потолки в вашем доме. Многие люди просят сводчатые потолки в главной спальне, потому что это открывает комнату и создает ощущение большего пространства.

  Эта архитектурная конструкция более сложна, чем типичная вальмовая крыша, но многие домовладельцы довольны конечным результатом. Некоторые кровельные компании могут быть не в состоянии построить сводчатый потолок с вашей вальмовой крышей, поэтому вы можете продолжить поиски, пока не найдете ту, которая это сделает.

  Прочна ли четырехскатная крыша?

  Шатровые крыши являются одним из самых прочных типов кровельных конструкций просто из-за их конструкции. Их четыре наклонные стороны делают их более устойчивыми и долговечными, чем стандартные двускатные крыши, потому что они более устойчивы к сильному ветру и сильному дождю/снегу.

  Мало того, что они прочные, но если вы решите добавить слуховое окно или воронье гнездо, эти крыши могут предоставить вам больше места или места для хранения. Они также энергоэффективны, потому что четыре стороны крыши защищают ваш дом от чрезмерного холода или жары.

  Начнем с вашей крыши!

  Ты все еще здесь? Чего ты ждешь? Сейчас лучшее время, чтобы приступить к строительству новой крыши!

  В Legacy Service мы предоставляем различные услуги по экстерьеру жилых помещений. От установки кровли до замены сайдинга и окон, мы можем сделать все это. После того, как конструкция вашего дома будет построена, мы можем установить материал по вашему выбору на вашу новую крышу, а также сайдинг, окна, двери и желоба по вашему выбору.

  Позвоните нам сегодня для бесплатной оценки кровли, сайдинга, окон или дверей. Мы здесь, чтобы превратить дом вашей мечты в реальность!

  Найдите квалифицированных кровельщиков рядом с вами

  Опубликовано 17 ноября 2020 г. в Roof

  Устройство вальмовой крыши

  Создание каркаса вальмовой крыши может показаться сложным, но с представленной здесь информацией вы сможете создать простую конструкцию. После того, как вы узнаете, как построить двускатную крышу, вы должны быть готовы взяться за простую крышу с вальмами.

  Как и двускатная крыша, вальма состоит из простых стропил, а также вальмовых и нарожных стропил.

  Обрамление вальм обходится дороже, чем фронтона, из-за дополнительных трудозатрат на обрамление вальм.

  Многим нравится внешний вид, а также делает здание более ветрозащитным.
  

  Разметка вальмовой крыши

  
  

  Первый шаг в обрамлении вальмовой крыши такой же, как и при двускатной, найти прогон обычного стропила. Это позволит разместить потолочные балки. рядом с обычными и вальмовыми стропилами.

  Как и в случае с любым другим типом каркаса крыши, существует несколько различных способов выполнения работы. Ниже приведены шаги, которые я использую.

  В качестве примера предположим, что нам нужно построить простую вальмовую крышу для здания размером 12 на 28 футов.

  На данном этапе уклон крыши не имеет значения, нас интересует только прогон обычных стропил.

  Начало найдя точную ширину здания, это измерение будет используется для нахождения прогона обычного стропила. Я буду использовать 12′ в качестве примера для этого сценария.

  Используя Мастер-калькулятор строительства, введите 12 футов минус один дюйм, половина (толщина коньковой доски), деленное на 2, равно 5 футам 11 и одной четверти дюйма пробега.

  Это будучи пробегом обычных стропил, вы можете теперь измерить от наружные углы здания, где должны располагаться вальмы.

  После установки всех обычных стропил теперь можно разместить потолочные балки. рядом с местом, где должны располагаться стропила. В зависимости от шага крыши, вы можете оставить торцевую потолочную балку снаружи до тех пор, пока вальмовые стропила на месте.

  Возведение вальмовой крыши

  Установка коньковой доски является первым шагом в создании каркаса вальмовой крыши. Как только гребень установлен, положение бедер будет известно.

  Мне нравится использовать как минимум трех плотников установить коньковую доску на любую крышу. Для установки конька нужно иметь по крайней мере шесть обычных стропил вырезаются и размещаются рядом с их окончательным местом.

  С двумя плотниками посередине здания у концов коньковой доски треть может передать верхушку общего пользования людям посередине.

  Некоторые монтажники крыш любят устанавливать коньковую доску с парой обычных разметка от торца коньковой доски. Это облегчает прибейте вальмовые стропила к коньку и гребню.

  Старт прикрепив одно стропило к верхней части стены рядом с потолочной балкой, с плотником посередине, держащим верхнюю часть примерно в расположение. Затем перейдите на противоположную сторону здания и повторите процесс. Человек посередине теперь может просто оставить отвесные порезы вместе, чтобы поддерживать вес. Теперь повторите процесс с третьим человеком на другом конце коньковой доски.

  плотник, работавший с внешними стенами, теперь может передать конек доберитесь до мужчин посередине и помогите им соскользнуть с хребта между общими и прибивая его на место.

  Вы теперь можно разместить основные стропила на концах конька доска. Это зафиксирует гребень в его окончательном положении и устранит необходимость временных брекетов.

  Теперь можно перейти к установке вальмовых стропил. Если они не очень длинные и тяжелые, для этого потребуется всего два плотника.

  Всегда сначала прибивайте нижнюю часть, а затем верхнюю.

  В этот момент при создании каркаса вальмовой крыши я предпочитаю устанавливать остальные общие элементы, чтобы дать кровельному резцу преимущество перед вальмовыми домкратами.