Вычисляем оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Выбор высоты конька

Кто бывал в странах Балтии или в Скандинавии, смог заметить, что крыши деревенских домов там островерхие. Это связано с большим количеством осадков, которое, в свою очередь, объясняется преобладанием морского и умеренного климата. С такой крыши моментально стекает вода, а снег – и вовсе не задерживается. Однако соседство с холмами, поросшими лесом, надёжно защищает эти населённые пункты от сильного ветра, поэтому большая парусность таких крыш не имеет большого значения.

В арабских домах крыши были плоскими, потому что количество осадков в пустынной местности – минимальное. Зато сильные сухие ветры в таких краях случаются.

Там же, где свирепствуют ветры в средней полосе, можно встретить дома с совершенно другими крышами – почти плоскими или дугообразными, потому что большую роль играет как раз отсутствие парусности или хорошая обтекаемость.

И если раньше такие дома строили интуитивно, основываясь на опыте поколений, сегодня для разных регионов России созданы своды правил, в которых описаны ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. В частности, это , разработанный на основе СНиП * «Нагрузки и воздействия». В центральном регионе страны, к примеру, рекомендовано выбирать высоту конька так, чтобы угол наклона скатов был равен приблизительно 30–45°. Именно этот угол даст возможность рассчитать и высоту конька крыши, и длину стропил.

Инструкция возведения крыши с ориентацией на внешние факторы

В зависимости от особенностей фасада сооружения, преобладающего климата, дизайна будущего перекрытия и других факторов, будет зависеть то, как рассчитать угол наклона крыши.

1. Выбор уклона с ориентацией на климатические особенности той местности, где построен дом. В регионах, где в зимний сезон выпадает большое количество осадков, оптимальный угол наклона крыши в этом случае варьируется от 45 до 60 градусов. Данная величина будет способствовать лучшему сходу с крыши снега, а также существенно снизит уровень нагрузки на саму кровлю. Плюс ко всему значительно снижается вероятность оледенения поверхности перекрытия, которое возникает в результате уплотнения снежных покровов.

Если возведение дома планируется в той местности, где часто наблюдаются мощные ветра, то лучше всего отдавать предпочтение минимальному углу ската кровли, чтобы снизить слишком быстрое разрушение. В большинстве случаев диапазон наклона крыши в этом случае будет варьироваться в пределе от 9 до 20 градусов. Но наиболее оптимальный уровень ската кровли определяется в средних значениях, а именно 20-45 градусов. Он считается самым подходящим почти для каждого вида материала крыши, например, для актуального на сегодняшний день профнастила либо металлочерепицы.

Что касается мест, где преобладает более теплый климат и больше солнечных лучшей, имеет смысл выбрать плоскую кровлю, так как ее площадь значительно больше, в отличие от конструкций остальных видов, в связи с чем нагревание от прямых лучей солнца происходит не так активно. Однако горизонтальный вариант такой системы тоже не подойдет, необходимо как минимум соблюсти наклон в 3 или 5 градусов. Минимальный уклон способствует нормальному сходу талой влаги, а также дождевой воды.

1. Возведение крыши, в зависимости от ее вида. Например, для подсобных и хозяйственных сооружений отдают преимущество односкатной крыше. Ее установка довольно проста и без особенных затрат. Высота стен при такой постройке разная, а сверху на них монтируется само перекрытие. Что касается выбора самого наклона, то его уровень колеблется от 9 до 25 градусов. Этот показатель идеально подойдет для укладки крыши из таких материалов, как металлочерепица и профнастил. Однако в подкровельное пространство данной конструкции необходимо вмонтировать вентиляцию.

Но в последнее время многие отдают предпочтение двускатной крыше. Она представляет собой 2 плоскости, которые размещаются под определенным наклоном, а их соединение проходит по линии конька. Остальные еж плоскости устанавливаются в вертикальном положении и называются фронтонами. В них можно устанавливать дверное полотно для выхода на лоджию либо наружную лестницу.

1. Зависимость системы кровли от материала перекрытия. Чтобы правильно выбрать основу, нужно учитывать и этот фактор тоже. Перед покупкой того или иного материала, следует ознакомиться со всеми его техническими характеристиками. Это позволит подойти к решению материала максимально оптимально и соорудить надежную и прочную конструкцию. Помимо этого, можно также придерживаться правила, которое определяет зависимость уровня наклона от используемого для крыши материала.

Особенности конструкции крыши

Это поможет сразу же спроектировать необходимый вам результат работы, который будет соответствовать реальным условиям региона, по конструкции самой крыши, по планируемому материалу, а также по назначению чердака. В некоторой степени показатель угла ската крыши поможет провести предварительный расчёт всех параметров и числа пиломатериалов для стропильной системы и общей площади кровли.

Для чего необходимо подкровельное пространство

Перед расчётом угла наклона крыши очень важно точно определить, в каких целях будет использоваться в доме чердак. Если вы хотите сделать его жилого типа, то угол наклона потребуется большой — чтобы помещение было более просторным, а также высоким. Второй выход — провести ломанную установку — мансардную кровлю. В большинстве случаев данный тип крыши создаётся двускатным, но в конструкции может быть и четыре ската. Во втором случае вариант считается более сложным, поэтому без опытного проектировщика обойтись будет невозможно, но многие предпочитают проводить такую процедуру самостоятельно.

При увеличении показателя уклона крыши нужно помнить о следующем:

Это совсем не значит, что крыши с небольшим уклоном чем-то лучше. Они обходятся по стоимости материалов намного дешевле кровли, но обладают и своими недостатками:

1. Требуют установки снегозадержателей, чтобы не дать возникнуть лавинообразному сходу снега.
2. На месте снегозадержателей нужно устанавливать обогрев кровли и водосточной трубы — это обеспечит таяние снега и своевременный отвод воды с крыш.
3. При небольшом уклоне велик шанс того, что влага начнёт затекать в сами стыки. В результате это приведёт к необходимости дополнительной гидроизоляции.

Уклон угла в градусах

Наклонный угол, как и другие фигуры по геометрическим законам, измеряется в градусах. Но во многих документах, включая СНИПы, такой показатель величины будет отражён в процентах, именно поэтому не нужно предъявлять слишком строгих требований, чтобы использовать лишь одну общую единицу измерения.

В этом случае главное — высчитать пропорции для соотношения, если владельцу потребуется перевести проценты в градусы и, наоборот. Это очень важно для удобства при проведении вычислительных работ.

Сам коэффициент пересчёта градусов варьируется с 1,7 (для одного градуса) до 2 (до 45 градусов). В том случае, когда очень важно использовать показатели, выраженные не целыми процентами, а в виде цифрового изображения, используют промилле — сотые доли %.

Если следовать теории, то показатель наклонности может варьироваться от 60 до 70 градусов, но в действительности делать этого не будет смысла. Да и на внешний вид такая конструкция будет выглядеть непривлекательно, конечно же, если только ваш дом не находится в горной местности.

Скатная и плоская крыша — особенности

Владелец при установке плоской поверхности должен понять, что в этом случае требуется создать водоотводный воронок, стенки которого будут наклонены на 1,5 градуса.

Если же говорить о величинах плоской поверхности, то уклон в таком типе кровли должен варьироваться от 5 до 7 градусов. Это обусловлено тем, что крыши с углом, превышающим 10 градусов, сложно отнести к плоским. При всём этом 12−15 градусов чаше всего уже относится к минимальному порогу для скатной поверхности. Оптимальная величина считается довольно широкоформатной.

Оптимальный наклон для схода снега в этом случае будет варьироваться от 40 до 50 градусов.

Например, для односкатного навеса лучше всего использовать диапазон от 20 до 30 градусов, а при двускатных конструкциях показатель возрастает до 45 градусов. Данный объёмный интервал покажет на индивидуальные показатели и тип кровли.

При небольшом азимуте стыки проходят обработку водостойким и морозостойким герметикам в обязательном порядке. Если показатель ската крыши доходит до 15 градусов либо превышает его, то настилание профнастила должно проходить при нахлесте в 200 миллиметров, если же уклон крыши меньше пятнадцати градусов — нахлест увеличивается сразу на несколько «волн».

Разновидности конструкций двускатных крыш

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

• Простая равносторонняя двускатная конструкция

Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

• Простая асимметричная двускатная конструкция

Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

• Ломаная двускатная конструкция

Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения

Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.

Пошаговое устройство крыши

Мауэрлат

В предыдущей статье по устройству стен из газоблоков, мы закончили на устройстве армопояса под мауэрлат. (смотри здесь)

И так, чтобы приступить к устройству мауэрлата необходимо грамотно выполнить гидроизоляцию (не из рубероида) на армопоясе. Применяем для этого гидроизол, стеклоизол, эластоизол и другие, надевая гидроизоляцию на резьбовые выпуски анкеров.

Как правильно смонтировать брус мауэрлата? Для этого укладываем с помощниками брус на выпуски, правильно рихтуем и ударяем в местах анкеров киянкой. После этого переворачиваем брус и в местах отмеченных ударов, просверливаем отверстия. До установки бруса мауэрлата подвергаем его антисептической обработке. Эксплуатационный срок службы крыши обусловливается правильным монтажом мауэрлата и его прочностью. Поэтому рекомендуется мауэрлаты реализовывать из дерева лиственных пород.

Для монтажа следующего бруса выполняется прямой замок для стыковки брусьев.

Брусья мауэрлата раскрепляются плотно к армопоясу гайками через шайбу. Мауэрлат выполняет задачи:

• равномерное распределение тяжести всей крыши и временных нагрузок на неё, через опорные ноги стропил.
• крепление стропил к “коробке” дома.

Оптимальные размеры мауэрлата — 100х150(h) мм. Влажность древесины отвечает нормативным показателям. Подтяжку гаек производят каждый год на протяжении 5-и лет. Это необходимо, потому что дерево высыхает и призывает к подтяжке.

Стропильная система

Стропила наслонные применяются при постройке крыш частных домов. Эта стропильная структура держится на комбинированных элементах: Стропила, нижними краями базирующие на мауэрлатах наружных стен, а другие концы опираются на коньковый прогон. Балка прогона лежит на стойках, стоящих на лежне в зоне промежуточной внутренней стены. Для повышения опорных данных стропильной структуры, под балку конька подводят подкосы.

В случае использования мансарды под крышей, вместо подкосов выполнят двойные ригеля на каждой паре стропил. Эти ригеля образуют балки подшивного потолка. Шаг стропил 600 или 900 мм. Наклон стропил при мансарде выполняю с углом 35 — 45 градусов.

Варианты крепления стропил

1-ый.

Низ стропил крепиться жёстко, а верхний конец свободно. Нижний край ноги твердо скрепляется с мауэрлатом с изготовлением выемки или с помощью закрепления опорным бруском.

В верху стропилы выполняют пропиленный скос. Или конец стропилы подшивается снизу куском бруса и закрепляют перфорированными пластинами с каждой из сторон. Закрепление верха стропилы к коньковому брусу выполняется в виде двигающейся опоры. Зеркальное стропило с другой стороны не скрепляют с первой, а просто опираются на прогон.

2-ой.

Низ стропилы крепится вольготно, а вверх — жёстко. Нога стропилы снизу крепится к брусу мауэрлата на ползунке (металлическая скрученная перфорированная полоса). Оно, стропило двигается под нажимом горизонтальных или вертикальных сил. От смещения стропилы в стороны, для неё устанавливают перфорированные штатные уголки из металла с двух сторон или прибивают бруски.

Верха пары стропил соединяют меж собою шарниром (болт и шпилька с допуском поворота). Или связывают деревянными накладками.

Вариант. Низ ноги стропил крепятся свободно, а верхние концы стропил на прогоне устраиваются с крепким зажимом.

Парные стропила опираются промеж собою скошенными торцами и скрепляются двумя ригелями-затяжками.

Факторы, которые влияют на расчет угла ската

Общеизвестно (по крайней мере, многие догадываются), что крыши имеют различную форму и отличаются по числу скатов. Различают одно-, двух- и четырехскатные типы. От количества скатов зависит величина угла.

Схема расположения элементов при построении мансардной крыши своими руками.

Рассчитать угол наклона крыши дома можно путем использования строительных матриц и графиков, а можно его просто найти при помощи угольника.

Монтаж верхней части здания может затянуться, если заранее не определить, какой материал будет выступать в качестве кровельного покрытия, и не задать величину угла скатов. Необходимо учитывать, что оба этих фактора тесно связаны друг с другом, так как вид планируемого кровельного покрытия будет учитываться при нахождении угла любого типа скатной крыши.

Поговорим о факторах, которые следует учитывать, чтобы корректно найти величину угла скатов. Например, чтобы найти количество градусов крутизны односкатной конструкции в интервале 002-20 градусов, необходимо принять во внимание следующие факторы:

• климатические условия в данной области;
• материал, который будет выступать как финишное покрытие дома (различные виды черепицы, профнастил, шифер и пр.);
• функциональное назначение строения.

Как будет использоваться чердачное помещение?

При несильных ветряных потоках величина угла скатов должна составлять 35-45 градусов, при сильном ветре – 15-25 градусов.

Если же крыша дома будет с двумя или больше скатами, то, помимо вышеназванных факторов, во внимание нужно будет принимать функцию чердачного помещения. Если оно предусматривается не для жилья, а в основном для хранения каких-то вещей и предметов, то для таких целей делать просторное помещение нет необходимости (говорится о высоте потолка).

Если в ваши планы входит устроить чердак жилым в виде мансарды (что вполне удобно при ломаной разновидности), то появляется необходимость в устройстве хорошей конструкции, имеющей значительную величину угла.

Каким образом на кровлю влияет сила ветра и атмосферных осадков?

В тех областях, где сильные ветра являются нормой, величина угла спуска делается минимальной, тем самым уменьшая воздействие ветра на кровельную конструкцию. При кровле с малым спуском (кровле с уклоном 10 градусов и меньше, доходя до 002) сопротивление ветра гораздо меньше, чем при высокой. Но есть вероятность срыва ветряным потоком кровельного материала (черепицы, профнастила или какого-либо другого) при совсем малоуклонной кровле. Получается, что при кровлях без крутизны существует такая же опасность, что и при сильно крутых (в том числе, ломаной) крышах.

При планировании полноценной мансарды на чердаке, крутизна скатов рассчитывается как половина длины торца. Высота скатов в коньке, как правило, всегда принимается стандартно и равна 1,8 м.

Вследствие этого рекомендуется выбирать такую величину угла скатов:

• 35-40 градусов при несильных ветряных потоках;
• 15-25 градусов при сильном ветре (малоуклонные кровли).

При планировании полноценной мансарды на чердаке, крутизна скатов рассчитывается как половина длины торца. Высота скатов в коньке, как правило, всегда принимается стандартно и равна 1,8 м.

В тех областях, которые характеризуются большим количеством атмосферных осадков, величину угла спуска можно довести до 60 градусов. Такое значение угла является оптимальным, так как дает возможность максимально уменьшить нагрузку на скаты, причиняемую снежными массами, талой водой и большим количеством влаги.

Особенности расчетов наклона крыши для разных кровельных покрытий

Как правило, проектировщики, чтобы измерить крутизну скатов, останавливаются обычно на значениях, которые находятся в пределе от 20 (002) до 45 градусов.

Направляемые материалы лучше всего использовать, когда спуск скатов равен от 002 до 25%. Если речь идет о минимальном наклоне крыши (002-10%), то укладывать материал нужно в три слоя.

В таком случае в качестве кровельного покрытия можно использовать любой материал – все типы черепицы, профнастил, шифер и пр. Но при этом каждый материал имеет свои требования, которые необходимо учитывать при возведении дома:

• направляемые материалы лучше всего использовать, когда спуск скатов равен от 002 до 25%. Если речь идет о минимальном наклоне крыши (002-10%), то укладывать материал нужно в три слоя. Когда вы собираетесь возводить конструкцию кровли с уклоном 10 до 25%, можно укладывать в один слой, но материал должен быть с посыпкой;
• волнистым шифером можно крыть с углом ската от 002 до 28%;
• применение черепицы актуально, когда наклон крыши составляет не менее 33%;
• для стальных покрытий подойдет 29%.

От величины угла уклона кровли напрямую зависит расход материала. Чем больше угол – тем больше расход кровельного материала (черепицы, профнастила, шифера и пр.). Получается, что устройство плоской кровли в этом отношении обойдется дешевле, нежели с углом в 45 градусов.

Если вы знаете значение крутизны кровли, то вам не составит труда рассчитать необходимое количество кровельного материала (черепицы, шифера, профнастила и пр.). Это же касается и высоты конструкции.

Снеговая нагрузка

Снег является серьезной проблемой для большинства регионов РФ. Он скапливается на крыше и оказывает на нее серьезное давление. При больших снегопадах лучшим вариантом считаются крыши с большим углом наклона.

Толстый слой снега на такой кровле не сможет задерживаться, а значит не будет создавать большую нагрузку на конструкцию четырехскатной крыши. С другой стороны, снег на крыше выполняет роль теплоизоляционного слоя и защищает дом от сильных холодов.

Мы считаем, что нет повода беспокоиться о снеговой нагрузке, если конструкция крыши достаточно прочная и угол наклона лежит в диапазоне от 12 до 24 градусов.

Монтаж Г-образной крыши с фронтонами различной ширины

В прошлой статье мы рассказывали о монтаже кровли, которая имеет вид буквы «Г» с однообразными фронтонами. Теперь стоит взглянуть на случай, когда фронтоны разной ширины.

Рекомендуем Вам взглянуть на то, что произойдёт, при условии монтажа крыши в аналогичном порядке, о котором говорилось в предыдущей публикации (см. изображение 1)

Изображение 1

Здесь видно, что один из фронтонов будет иметь ширину 6 метров, а другой – 7 метров. В таком случае углы наклона стропил получаться разных размеров, а это повлияет на то, что концы стропил в карнизе не сойдутся по вертикальной линии (нижнее изображение). В этом примере такой перепад составит примерно 10 см.

В данной ситуации стоит пойти двумя путями решения:

1) Один конёк устанавливается ниже другого. К тому же данная кровля включает уже три фронтона (см. изображение 2):

Изображение 2

О подобной конструкции мы расскажем в следующей публикации, только на примере кровли в форме буквы Т.

2) Кровля создается с опорой стропил на перекрывающие балки. В таком случае коньки можно установить на одном уровне. На данном варианте мы остановимся подробнее.

Мы сделали акцент на фронтонах в данной и прошлой статье. Хотя фронтоны могут быть заменены вальмами и полувальмами. Пример использования подобных деталей на изображении 3.

Изображение 3

Этапы монтажа Г-образной кровли с фронтонами, имеющими разную ширину

Этап 1: Ставим балки перекрытия и выноса (см. изображение 4):

Изображение 4

Этап 2: Устанавливаем углы выноса.

Чтобы это выполнить, необходимо сначала пришить на внешнем углу коробки здания по штуке ветровой доски, для того чтобы отыскать угол карниза. Затем аккуратно натягиваем шнурку между внешним и внутренним углами (см. изображение 5):

Изображение 5

Готовые ветровые доски сразу не пришиваем, ведь они будут мешать во время разметке и монтаже стропил скатов.

Далее, следуя шнурке, аккуратно размечаем и ставим угловые выноса, таким же образом, как это делается в публикации «Конструкция вальмовой крыши с опорой стропил на балки перекрытия» (см. изображение 6)

Изображение 6

Этап 3: Устанавливаем коньковую доску и стропила скатов (пример на изображении 7):

Изображение 7

Этап 4: Устанавливаем угловое стропило на внешний угол коробки здания (см. изображение 8). Данный этап также уже был детально описан здесь… — Пункт 8.

Изображение 8

Этап 5: Создаем и ставим угловое стропило в ендове аналогично с процессом, описанным в прошлой статье. Половинки углового стропила стесываются, но на разную величину, ведь углы наклона скатов, которые сходятся в ендове, отличаются между собой.

Теперь натягиваем шнурку в ендове, способом, показанным на изображении 9:

Изображение 9

Измеряем при помощи малки угол нижнего запила углового стропила ??? (см. изображение 10):

Изображение 10

Рассчитываем угол верхнего запила:

b = 90° — a

Берём малый кусок доски с сечения стропила и запиливаем один из его концов под углом?.. Ставим его вверху ендовы, как показано на изображении 11. Отмечаем линию запила по параллели коньковой доски справа.

Изображение 11

Делаем запил, и снова используя образец, замеряем расстояние, показанное на изображении 12:

Изображение 12

Используя топор или бензопилу, срезаем на данное расстояние верхнюю грань правой половины углового стропила подобным методом, описанным в прошлой публикации .

Итак, угол нижнего запила ??? мы теперь знаем, образец верхнего запила есть. Теперь мы меряем рулеткой параметр длины стропила, делаем запилы и стёсываем верхнюю грань.

Левую половину размечаем и создаем аналогичным образом. Размер, на который стёсывается верхняя грань, будет отличаться

Результат показан на изображении 13:

Изображение 13

Нижний конец каждой половины углового стропила стоит немного подпилить. На изображении 14 на примере правой половины отображено место спила (выделено синим цветом):

Изображение 14

В дальнейшем все выполняем по аналогичному методу из предыдущих публикаций: ставим нужные стойки, ригеля, нарожники, подшиваем карнизы, создаем обрешётку

Пояснения к расчету односкатной крыши

Как выбрать тип стропильной системы для 4-скатной кровли?

При отсутствии центральной опоры кровли, выбор делается в пользу висячей стропильной системы. Если для каждой стропилины можно найти верхнюю и нижнюю опоры, то следует выбрать наслонную конструкцию. Этот вариант проще и доступней для непрофессиональных мастеров. Нужно лишь запомнить два главных условия: при жестком креплении низа и верха стопил, необходим усиленный мауэрлат, так как на него передается распор; при шарнирном креплении или полужестком соединении (например, верх шарнирный, а низ – жесткий или наоборот), мауэрлат усиливать не нужно:

Выбор одного из видов четырехскатной кровли должен быть обусловлен формой самого дома. Для квадратных домов возводятся шатровые стропила, для прямоугольных – вальмовые. Также, можно встретить сложные многоскатные крыши комбинированного вида, которые содержат и вальмовые и шатровые элементы.

И вальмовые и шатровые конструкции сохраняют основные функции двускатной кровли (например, возможность обустройства мансарды) и смотрятся очень эстетично:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.

Расчет стропильной системыВажно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.

1. Расчет нагрузки на стропильную систему

Нагрузка на стропила может быть трех видов:

• Постоянные нагрузки. Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для мансардного этажа. Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/

Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.

Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 представлен в таблице

Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 площади крыши, не превышал 50 кг.

• Переменные нагрузки. Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.

По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.

Ветровая нагрузка на крышу

Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.

2. Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:

Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.

Вес снега, который приходится на 1 площади крыши (согласно СНиП ) находится в пределах 80-320 кг/

Схема расчета снеговой нагрузки на крышу

Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.

• Особые нагрузки. Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.

Оценка состояния и несущей способности стен и фундамента

Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.

Определение конфигурации кровли:

• простая симметричная;
• простая ассиметричная;
• ломаная.

Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.

{banner_advert_2}

3. Расчет угла наклона крыши

Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.

• мягкая кровля – 5-20°;
• металлочерепица, шифер, профнастил, ондулин – 20-45°.

Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.

Расчет угла наклона крыши

Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.

5. Расчет шага стропил

Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.

6. Расчет длины стропил крыши

Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.

Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.

Параметр «b» равен половине ширины здания.

Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.

Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.

Стоит отметить, что максимальная длина бруса – 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).

Способы сращивания стропил по длине

Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.

7. Расчет сечения стропил

Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:

• нагрузки, о ней мы уже писали;

• вида применяемого материала. Например, бревно выдерживает одну нагрузку, брус – другую, клееный брус – третью;

• длины стропильной ноги;

• вида древесины, которая используется в строительстве;

• расстояния между стропилами (шага стропил).

Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.

Сечение стропил — таблица

Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.

Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:

• толщина (сечение) мауэрлата – 10х10 или 15х15 см.;

• толщина стропильной ноги и затяжки – 10х15 или 10х20 см. Иногда используют брус 5х15 или 5х20 см;

• прогон и подкос – 5х15 или 5х20. В зависимости от ширины ноги;

• стойка – 10х10 или 10х15;

• лежень – 5х10 или 5х15 (в зависимости от ширины стойки);

• толщина (сечение) обрешетки крыши – 2х10, 2,5х15 (в зависимости от кровельного материала).

Порядок и правила расчета высоты кровли

При нахождении высота конструкции с двумя скатами ее представляют как равнобедренный треугольник в разрезе. Если из вершины провести перпендикуляр, его можно поделить на 2 одинаковые части. Они представляют собой прямоугольные треугольники.

Порядок расчетов в этом случае будет выглядеть так:

1. Измеряют сторону здания, примыкающую к искомому углу ската крыши. Делят ее на 2. В результате получается значение одного из катетов фигуры.
2. Находят тангенс выбранного угла уклона.
3. Число, полученное в предыдущем пункте, умножают на длину катета. В итоге получится искомая высота конька.

Эти расчеты иллюстрируют также связь габаритов крыши с углом уклона. Чем более островерхая конструкция, тем она будет выше. Можно провести расчеты по тому же принципу и по чертежу, обозначив на нем требуемые параметры.

Выбор материала

Подготовка к строительству крыши начинается с выбора типа кровли, расчета основных параметров, разработки проекта и чертежей. Следующий важный шаг – приобретение материалов.

Прежде всего, решается вопрос с выбором кровельного материала. Обычно основными критериями становится внешний вид и экономическая сторона. Количество необходимого материала определяется по площади кровли с запасом 10-15% в зависимости от его типа.

Для выбора материалов стропильной системы применяется такой подход:

1. Стропила могут изготавливаться из бруса или спаренных досок необходимого сечения. Потребность исчисляется с учетом длины отдельной стропила и шага установки. Длина (L1)рассчитывается по формуле для длины ската. По шагу определяется количество стропил (Nc) на каждом скате.
2. Длина бруса для мауэрлата равна периметру дома. Для него можно использовать брус размером 10х10, 10х15 или 15х5 см.
3. Затяжка и стропильные ноги изготавливаются из бруса 10х10 или 10х20 см, но можно использовать и доски 5х10 или 5х20 см.
4. Для прогонов и подкосов подходит доска 5х15 или 5х20 см.
5. Для стоек нужен брус 10х10 или 10х15 см. Он же используется и для лежня.
6. Обрешетку можно выполнить из доски шириной 10 или 15 см, толщиной 25 мм. Потребность в ней определяется по площади кровли, но за вычетом зазоров, определяемых по шагу монтажа.

При покупке древесины надо выбирать сухой пиломатериал, с остаточной влажностью не более 20%. Перед монтажом все деревянные детали обязательно пропитываются противогнилостным составом.

В качестве гидроизоляции используется битумная мастика и рулонные (пленочные) материалы. Наиболее часто применяется рубероид и полиэтиленовая пленка.

Количество определяется по площади кровли, но увеличивается на 15-20% для обеспечения перекрытия на стыках.

Снеговая нагрузка

Максимальное давление снежного покрова рассчитывается по формуле:

P = μ × Pg, где μ — поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона кровли к основанию и принимаемый:

• 1 — менее 30°;
• 0,75 — 30~60°;
• 0 — при наклоне свыше 60°.

Pg — давление снежного покрова на 1 м² горизонтальной поверхности, выбираемое в зависимости от снегового района из таблицы:

Таблица расчета снеговой нагрузки на крышу

Номер снегового района выбирается в соответствии со следующей картой снеговых нагрузок:

Расчет снеговой нагрузки снегом по регионам России

Например, для Костромской обл., входящей в IV зону, при наклоне кровли 35° получим 1,45 кПа, или 145 кГс/ м², что, как видим, совсем не мало.

Уклон крыши: расчёт и таблица соотношений проценты-градусы

Раздел: Конструкция скатной крыши

  Уклон скатов крыши — от чего зависит и в чём он измеряется.

  Такой немаловажный для крыши факт — её уклон. Уклон крыши — это угол наклона кровли относительно горизонтального уровня. По углу наклона скатов крыши бывают малоуклонные (пологие), средней наклонности и крыши с крутыми (сильноуклонными) скатами.

  Малоуклонная крыша та крыша, монтаж которой осуществляется из расчёта наименьшего, рекомендованного угла наклона скатов. Так для каждого кровельного покрытия есть свой рекомендуемый минимальный уклон.

От чего зависит уклон кровли

• От способности крыши защищать строение от внешних факторов и воздействий.
• От ветра — чем больше уклон крыши, тем больше значение приходящихся ветровых нагрузок. При крутых уклонах уменьшается сопротивляемость ветру, повышается парусность. В регионах и местах с сильными ветрами рекомендуется применять минимальный уклон крыши, чтоб уменьшить нагрузки на несущие конструкции крыши.

• От кровельного покрытия (материала) — Для каждого кровельного материала существует свой минимальный угол наклона, при котором можно использовать данный материал.
• От архитектурных задумок, решений, местных традиций — так в разных регионах отдаётся предпочтение для той или иной конструкции крыши.
• От атмосферных осадков: снеговых нагрузок и дождей в регионе.

  На крышах с большим уклоном не будет скапливаться в огромных количествах снег, грязь и листья.

В чем измеряется угол уклона крыши

  Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i.

  В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах ( % ). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.

  Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты ( %). Их соотношение указаны ниже в таблице.

Уклон крыши соотношение градусы-проценты

  Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:

Замер уклона крыши

  Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.

  Уклономер — это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов.

Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах.

Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.

Математический расчёт уклона

  Можно рассчитать уклон крыши не используя геодезические и другие приборы для замеров уклона. Для этого необходимо знать два размера:

• Вертикальная высота ( H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
• Заложение ( L ) — горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней

  При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:

Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L

i = Н : L

  Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.

  Чтобы было понятней рассмотрим на примере:

Пусть будет:

Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.

Уклон равен: i = 2.0 : 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем — 24°.

Минимальный уклон для кровельных материалов (покрытий)

Статьи

RAL — это самый популярный и применяемый в мире цветовой стандарт. Имеет вид кодового…

Нормативные документы

Система обеспечения надёжности и безопасности строительных объектов ГОСУДАРСТВЕННЫЕ…

Стройматериалы

Что такое плотность древесины Плотность древесины — это отношение массы древесины к…

Минимальный уклон битумной черепицы

Часто бывает такое, что необходимо уложить кровлю при минимальном уклоне ската, и битумная черепица Katepal подходит для этого как нельзя лучше. Нужно сразу сказать, что минимальный уклон битумной черепицы Katepal составляет 11,3 градусов, максимальный уклон битумной черепицы — 90 градусов. Но нужно отметить, что при минимальном уклоне кровли обязательно использовать подкладочный ковер по всей площади.

Общие рекомендации при выборе уклона черепицы

1. Для регионов, жителей которых часто беспокоят ветра, это приморские регионы,  во время строительства крыши следует делать маленикие уклоны крыш. Причиной является тот факт, что чем больше угол наклона, тем сильнее «парусность». Таким образом нагрузка на несущие конструкции кровли также существенно повышается.
2. Обязательное условие при минимальном уклоне использовать подкладочные ковер по всей площади кровли. Он будет служить дополнительной гидроизоляцией в случае затекании в битумную черепицу.
3. Также рекомендуют использовать максимальную вентиляцию подкровельного пространства, для этого необходимо применять коньковые аэраторы., а также нужно будет сделать большой подкровельный вентиляционный зазор.

Что влияет на наклон крыши

Бесспорно, основное предназначение кровли заключается в защите здания от влияния внешних факторов. А значит, крыша должна быть прочной, водонепроницаемой и долговечной. Угол наклона кровли зависит от:

Количество осадков Кровля с минимальным уклоном битумной черепицы гораздо медленней избавляется от воды, чем высокая крыша. Нужно учитывать количество осадков в данном регионе, что бы достигать максимально быстрого стекания воды, иначе возможно затекание, крыша покроется гнилыми листьями и грязью.

Силы ветров При большом уклоне кровли показатель «парусности» очень высокий, то есть сопротивляемость ветру плохая. Для регионов с сильными ветрами создают малоуклонные крыши.

Выбор материала Каждый материал предназначен для определенного угла наклона, это обязательно следует учитывать при выборе.

Следования классике Чаще всего в регионах существуют некоторые традиции относительно конструкции крыши. Надо использовать этот факт в свою пользу, чтобы не изобретать велосипед по втором кругу.

Минимальный уклон кровли битумной черепицы не является решающим фактором при выборе дизайна материала или особенностей конструкции. Но следует с особым вниманием отнестись к этому аспекту, так как при определенных обстоятельствах несколько градусов неправильного наклона могут спровоцировать постоянный застой грязи или протекание. Лучше доверить измерение всех необходимых параметров профессионалам.

Разновидности двухскатной крыши

В народе говорят: «крыша домиком», то есть, имеется ввиду не только форма, но и надежность конструкции, которая имеет длинный перечень преимуществ:

1. Разнообразие вариантов схемы кровли и архитектурных форм крыши;
2. Простые расчеты и экономичность крыши;
3. Естественный сток атмосферных осадков;
4. Простые геометрические формы крыши обеспечивают низкую вероятность накапливания воды и протекания крыши;
5. Большая полезная площадь чердака, есть возможность сделать мансарду;
6. Хорошая ремонтопригодность, высокая прочность, долговечность и износостойкость крыши из двух скатов.

Три наиболее распространенные варианта двухскатной крыши:

1. Симметричная двухскатная крыша: Это самое популярное решение в силу своей абсолютной надежности и простоты исполнения. Симметричные скаты равномерно распределяют все нагрузки на мауэрлат и стены дома. Выбор кровельного материала не зависит от типа и толщины теплоизоляционного слоя. Несущие нагрузки можно легко повысить, сделав стропильную систему из более толстого бруса, укосины и распорки можно крепить в любом месте. Негативный фактор – полноценной мансарды на таком чердаке не получится – или будут низкие скошенные стены с множеством «мертвых» зон, или маленькое, но прямоугольное помещение;
2. Асимметричная крыша из двух скатов: Разные углы наклона скатов уменьшают полезную площадь чердака, но на одной стороне можно сделать полноценное жилое помещение. Из-за разных углов уклона крыши нагрузка на несущие стены и фундамент дома распределяется неравномерно, что требует пересчета нагрузочной способности основания и несущих стен дома, перерасчета типов материалов и их количества, а также изменения методов утепления, гидроизоляции и отделки;
3. Несимметричная двускатная крыша с внутренним или наружным изломом: Позволяет сконструировать жилые помещения без оглядки на конструкцию крыши. Недостатки – те же, что и в пункте выше.

Высота конька тоже зависит от угла ската

При расчетах любой кровли за ориентир всегда берется прямоугольный треугольник, где катеты – это высота ската в верхней точке, то есть в коньке или же переходе нижней части всей системы стропил в верхнюю (в случае с мансардными кровлями), а также проекция длины конкретного ската на горизонталь, которая представлена перекрытиями. Здесь есть только одна постоянная величина – это длина крыши между двумя стенами, то есть длина пролета. Высота коньковой части будет меняться в зависимости от угла наклона.

Высота конька может меняться в зависимости от угла наклона

Спроектировать кровлю помогут знания формул из тригонометрии: tgA = H/L, sinA = H/S, H = LхtgA, S = H/sinA, где А – это угол ската, Н – высота кровли к области конька, L – ½ всей длины пролета кровли (при двухскатной крыше) либо вся длина (в случае односкатной кровли), S – длина самого ската. Например, если известно точное значение высоты коньковой части, то определяется угол наклона по первой формуле. Найти угол можно будет по таблице тангенсов. Если же в основе расчетов лежит угол кровли, то найти параметр высоты конька можно по третьей формуле. Длину стропил, имея значение угла наклона и параметров катетов, можно посчитать по четвертой формуле.

Таблица тангенсов

Состав и особенности стропильной системы

Стропильная система полностью изготавливается из древа. Опытные кровельщики рекомендуют использовать сухую древесину хвойных пород, отлично подходит сосна. Перед тем как построить односкатную крышу дома, все элементы стропильной системы проходят предварительную обработку антисептиком и антипиреном. Лучше выбирать ровные пиломатериалы, без сучков и сколов, с ними работать гораздо проще. Стропильная система состоит из следующих частей:

Стропильная система

• Мауэрлат. Толстый, крепкий брус сечением 150х150 мм, выступающий в роли основания, на которое опирается односкатная крыша. Мауэрлат распределяет нагрузку от стропильной системы, передавая ее фундаменту. Его крепят заподлицо верхней части стены на анкерные болты. Место крепления рассчитывают таким образом, чтобы оно не совпадало с участками врезки стропильных ног. Не нужно «перебарщивать» с количеством отверстий, так как они снижают прочность мауэрлата. Перед креплением проводят гидроизоляцию верхней части стены с помощью сложенного вдвое рубероида.
• Стропильные ноги. Ровные, прочные бруски, формирующие скаты. Их крепят к мауэрлату или к несущим стенам. Окончания стропил формируют скаты, если длины ног недостаточно, производят удлинение с помощью кобылок. Расстояние между опорными элементами определяют с учетом ширины кровельного материала, обычно 60-120 см.
• Обрешетка. Решетчатое или сплошной основание, на которое настилают кровельный материал. Сплошную обрешетку изготавливают из влагостойкой листовой фанеры, ее применяют, если односкатная крыша покрывается шингласом, рубероидом или ондулином. Решетчатая обрешетка набивается из необрезных досок, закрепленных перпендикулярно стропилам.

Факторы, влияющие на прочность и долговечность кровли

Строительство любой крыши начинается с составления генплана и выбора основного полотна для кровли. Все нюансы и мелочи должны быть обязательно учтены и продуманы, поскольку даже малейшая оплошность может стать фатальной и нарушить общее равновесие конструкции. В связи с этим необходимо разобраться, какие силы и нагрузки влияют на поверхность, которая составляет основу крыши. Главными факторами, воздействующими на кровлю, являются:

• вес стропильных конструкций;
• ветровая нагрузка;
• влияние осадков;
• особенности климата;
• вес покрытия.

Виды стропильных систем двускатной крыши.

Стропильная система направлена на поддержание всей крыши и организацию ее наилучших качеств, таких как прочность и надежность. Однако она имеет еще и значительный вес, который создает дополнительную нагрузку на балки перекрытия. Как правило, для удержания всего кровельного пирога используются бревна и балки больших сечений, кроме того, система дополнительных компенсаторов. Все эти элементы конструкции двускатной крыши имеют значительные показатели веса, которые тоже необходимо учитывать при составлении генплана и определении угла наклона покрытия.

Ветровая нагрузка тоже играет немаловажную роль, поскольку чем выше его значения, тем большая сила действует на основную плоскость. В некоторых случаях ветра могут достигать огромных показателей и, соответственно, нагружать все системы конструкции. Поэтому угол наклона двускатной крыши должен быть ориентирован и на этот вид нагрузки.

Снег, дождь, град или оледенение — все эти факторы не только проверяют на прочность все системы кровли, но и несут в себе большие показатели удельного веса, которые играют первостепенную роль при организации крыши. Первое место по опасности и уровню воздействия по праву занимает снеговая составляющая. Она может создавать предельные нагрузки, достигающие 200-250 кг на 1 м² покрытия, что для некоторых материалов может оказаться фатальным. Поэтому ориентация на осадки крайне важна при составлении генплана.

Выбор конструкции в зависимости от уклона кровли.

Все эти природные факторы характеризуются особенностями климата той или иной части территории.

Поэтому для более суровых условий необходимо использование материалов, способные выдержать все испытания и сочетать идеальные характеристики прочности и долговечности конструкции.

Для мягкого климата, который не подразумевает критических ветровых или снеговых нагрузок, возможно использование более простых материалов, подходящих для этого конкретного участка местности.

Финальным фактором, воздействующим на общую картину прочности строения, является вес самого покрытия. Как правило, самые большие нагрузки создает такое привычное и распространенное изделие, как шифер. Именно он является самым тяжелым, однако его дешевизна в большинстве случаев перевешивает все остальные недостатки.