Полезно знать:
Скачать прайс-лист
Угол ската кровли
Угол наклона крыши: минимальный и оптимальный
Надежность любого здания, а также комфортность проживания в нем, зависят, главным образом, от того, насколько качественно устроена его крыша.
А одним из критериев качества кровли является ее наклон.
Поскольку от его величины зависит и количество кровельного материала, то выбор угла наклона и его предварительные расчеты производят до начала закупки выбранного кровельного материала.
Что на него влияет
В зависимости от величины уклона скатов крыши зависит особенность ее эксплуатации.
Принято выделять 4 типа крыш:
- высокие, с углом в 45-60 градусов;
- скатные, с наклоном от 30 до 45 градусов;
- пологие, угол уклона у которых 10-30 градусов;
- плоские. Уклон в 10 градусов и меньше.
На выбор величины этого параметра оказывают влияние, в первую очередь, природные факторы, которые характерны для данной местности.
Сильный ветер самое большое давление оказывает на кровли высокие.
Потому что такие кровли из-за большого угла наклона имеют очень большую площадь.
У большой площади поверхности очень высока парусность.
Соответственно, очень велика нагрузка на всю конструкцию стропильной системы.
И если вы решили устраивать именно высокую кровлю с очень большим уклоном, то следует позаботиться и об очень прочном основании.
Однако в районах, где преобладают сильные ветра, небезопасно устраивать и крыши плоские.
При таком типе кровли на нижнюю часть ската будет оказываться повышенное давление при сильном ветре.
И если крепление кровли будет ослабленным, может произойти срыв всей конструкции.
Поэтому в районах, где сильные ветра бывают часто, рекомендуется устраивать скатные кровли с величиной наклона 25 — 30 градусов.Если же сила ветра невелика, то величина уклона крыши может равняться 30-45 градусов.
Нагрузка снеговая
Если в той местности, где строится дом, в холодное время года снегопад обильный, то следует строить кровлю с большим углом уклона.
В этом случае высокая крыша вне конкуренции.
На кровлях с большим уклоном снег не задерживается.
Именно по этой причине во всех северных странах кровли на зданиях очень высокие (Швеция, Финляндия, Норвегия и пр.).
Чем меньше угол уклона кровли, тем дольше выпавший снег будет находиться на скатах.
Тем больший вес будет воздействовать на всю конструкцию.
Если конструкция стропильной системы сделана с большим запасом прочности, то некоторый слой снега на крыше – это неплохо.
Он обеспечивает небольшую дополнительную теплоизоляцию.
Однако, если конструкция стропильной системы сооружения на большую нагрузку не рассчитана, то могут быть большие проблемы.
Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала
Прошли те времена, когда для покрытия использовали всего два вида кровельных материалов: черепицу и шифер.
Сегодня кровельных материалов огромное количество!
О размерах шифера плоского листового.
О размерах шифера волнового по ссылке. Также о количестве волн.
Об отливах для крыши здесь. Какие выбрать и как установить.
Каждый материал имеет свои индивидуальные технические характеристики и это при расчете необходимого значения угла наклона обязательно следует учитывать.
Ведь может произойти так, что понравившийся вам материал по своим параметрам просто не подойдет.
Минимальный угол наклона
Существует понятие минимального значения этого параметра.
Для каждого из материалов этот параметр свой.
И если угол наклона, полученный в результате ваших расчетов, окажется меньше, чем минимальная величина для выбранного вами кровельного материала, то использовать его для устройства кровли нельзя.
В дальнейшем может возникнуть очень много проблем, если нарушить это правило:
- для любых штучных наборных кровельных материалов, таких как черепица или шифер, минимальная величина уклона составляет 22 градуса. Именно при таком значении на стыках не скапливается влага и внутрь крыши влага не просачивается;
- угол наклона для рулонных материалов (рубероид, бикрост и пр.) зависит от того, какое вы планируете укладывать количество слоев. Если три слоя, то уклон может составлять 2-5 градусов. Если же два слоя, то его требуется увеличить до 15 градусов;
- производители профнастила рекомендуют при устройстве кровли из этого материала устраивать угол уклона 12 градусов. Профнастил можно использовать и при меньших значениях, но в таком случае необходимо выполнить проклейку стыков листов герметиком;
- для металлической черепицы значение этого параметра равняется 14;
- для ондулина – это величина в 6 градусов;
- минимальный уклон для мягкой черепицы равняется 11 градусам. Но при этом обязательное условие – сплошная обрешетка;
- для мембранных кровельных покрытий не существует жестких требований по минимальному значению этого параметра.
Это о минимальных величинах.
Дам совет – придерживайтесь этих правил.
Чтобы посреди зимы не пришлось всю кровлю перестилать.
Теперь об оптимальных значениях
Если в регионе дожди и снега случаются часто, то оптимальной будет крыша, угол наклона скатов у которой будет составлять 45 — 60 градусов.Ведь с кровли необходимо как можно скорее снимать нагрузку от воды и снега.
Потому что прочность стропильной системы не беспредельна.
А благодаря большому уклону кровли дождь и снег будут сходить максимально быстро.
Если в регионе, где построен дом, постоянно сильные ветра, то с крышей поступают иначе.
При меньшем наклоне снижается ее парусность.
И не возникает запредельных нагрузок на кровельный материал и стропила.
Также не произойдет срывания крыши при резких порывах ветра.
При этом оптимальный угол уклона кровли равняется 9 — 20 градусов.
Очень часто в регионе есть и снега, и ветер.
Например, Оренбургская область.
В таком случае выбирают среднее значение угла наклона.
Как правило, его величина находится в диапазоне 20 — 45 градусов.
Если вы обратите внимание, большинство скатных крыш имеют именно такое его значение.
Рассчитываем его величину
Для односкатной
Поскольку односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то формирование заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд, берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную дину.
В итоге образуется прямоугольный треугольник.
Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, надо воспользоваться тригонометрической формулой.
Если длина стены L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Для двускатной
Принцип расчета для двускатной крыши похож на предыдущий принцип.
Рассмотрим пример
Катет С – это половина ширины здания.
Катет а – это высота от перекрытия до конька.
Гипотенуза является длиной ската.
Если нам известны любые два параметра, то величину угла наклона можно легко рассчитать с использованием калькулятора.
Если ширина равна 8, а высота – 10 метров, то следует пользоваться формулой: 
cos A = c+b
Ширина с = 8/2 = 4 метра.
В итоге формула выглядит так:
cos A = 4/10 = 0.4
По таблицам Брадиса находим значение угла, которому соответствует данная величина косинуса.
Он равняется 66 градусов.
Для четырехскатной
И снова не обойтись без рулетки и таблиц Брадиса.
Зная несколько параметров, можно без проблем вычислить другие.
В том числе и угол наклона четырехскатной крыши.
Следует помнить о том, что все размеры необходимо снимать максимально точно.
А измерить уклон уже построенной крыши поможет специальный инструмент — уклономер.
Ведь если вы ошибетесь, то углы наклона, длины и площади могут быть не верны.
А значит, вы ошибетесь в количестве требуемого материала или прочность кровли окажется ниже запланированной.
Посмотрите видео об уклоне скатов.
Что еще почитать по теме?
Автор статьи:Сергей Новожилов - эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.
Оцените статью: (3 votes, average: 5,00 out of 5) Загрузка... Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:Вконтакте
Одноклассники
Google+
Оптимальный угол наклона двухскатной крыши: порядок расчета пошагово
Фундамент и крыша – два самых важных и сложных по расчетам архитектурных элемента любого здания. Несущие элементы крыши – стропильная система, а ее показатели во многом зависят от угла наклона скатов. Обыкновенные застройщики выбирают оптимальный угол наклона крыши, исходя из иных критериев, чем проектировщики.
Оптимальный угол наклона двухскатной крыши
По каким критериям выбирают угол застройщики
Их не совсем интересуют расчеты на прочность несущих узлов, им малоинтересно влияние угла наклона двухскатной крыши на стоимость и сложность стропильной системы и т. д.
На что обращают внимание обыкновенные застройщики?
Внешний вид | Каждый владелец желает иметь красивый дом со своими индивидуальными отличиями. На внешний вид дома большое влияние оказывает угол наклона скатов. Архитекторы имеют свои требования к зданиям, дома должны органично вписываться в стиль уже существующих строений. Особенно строго к этому параметру относятся, когда дом располагается в пределах города. Довольно часто органы местного самоуправления принимают решения, запрещающие нарушать традиционный архитектурный вид. Нельзя, к примеру, строить дом с углом наклона крыши 45°, если на этой улице все строения имеют наклон не более 20°. |
Используемые кровельные покрытия | Этот фактор оказывает очень незначительное влияние на оптимальный угол. Кровельные материалы имеют лишь общие рекомендации по монтажу на плоских и наклонных крышах. Плоские крыши имеют угол наклона скатов менее 10°, все конструкции с углом наклона, превышающим эти значения, считаются наклонными. Технология монтажа кровельных материалов с углом наклона 15° ничем не отличается от технологии кровельных работ на скатах с наклоном 45°. Есть, правда, ограничение для штучной черепицы, ее можно устанавливать на крышах с углом наклона не менее 22°. |
Назначение чердачных помещений | Чем больше угол наклона скатов, тем выше чердачные помещения. Такие крыши строятся для зданий с мансардами. На этот фактор застройщики обращают большое внимание, но не все так просто, как может показаться на первый взгляд. |
Эти пожелания архитекторами принимаются во внимание во время проектирования и расчета элементов стропильных систем. Но к ним добавляется еще довольно большое количество чисто инженерных факторов, оказывающих решающее влияние во время расчетов параметров стропильной системы. И угол наклона скатов среди них не единственный, все значения зависят друг от друга и не могут не учитываться при разработке проекта.
Как выбирают оптимальный угол проектировщики
Расчеты делаются на основании СНиП 2.01.07-85. Размещаемые нормы используются во время расчетов с учетом постоянно действующих, временных и особых нагрузок и их различных сочетаний.
СНиП 2.01.07-85. Файл PDF откроется в новой вкладке
Нагрузки и воздействия
Какие нагрузки принимаются во внимание при определении угла наклона крыши
Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.
- Длительные (постоянные) нагрузки на стропильную систему. К ним относится вес кровельных материалов, утеплителей, деревянных элементов стропильной конструкции. К этой категории следует относить нагрузки, возникающие вследствие тепловых расширений и изменений линейных размеров из-за изменений показателей относительной влажности пиломатериалов. Нормативные изменения температур определяются по формулам отдельно для отапливаемых и неотапливаемых помещений. Вес снегового покрова также считается длительной нагрузкой на стропильную систему и в обязательном порядке принимается во внимание во время определения оптимального угла наклона стропильных ног.
Нагрузка на стропильную систему
Снеговые нагрузки считаются длительными и принимаются в расчет
- Кратковременные. На стропильную систему оказывает влияние вес рабочих, складируемых стройматериалов, масса специального оборудования и инструментов, используемых во время строительства, и ветровые нагрузки.
Ветровые нагрузки на крышу
- Особые нагрузки. Усилия, возникающие во время стихийных бедствий, землетрясений, взрывов, при резкой потере несущей способности одного или нескольких нагруженных узлов стропильной системы.
В числе особых нагрузок — землетрясения и стихийные бедствия
Во время определения угла наклона крыши учитывается максимально возможное сочетание нагрузок. Оба эти параметра оказывают влияние на толщину и длину стропильных ног. Расчет стропильной системы и угла наклона скатов делается по предельным состояниям с учетом всех неблагоприятных факторов.
Максимальные прогибы и перемещение стропильных ног регламентируются без зависимости от их линейных размеров и не должны приводить к частичной разгерметизации крыши. Ко всем типам крыш, вне зависимости от угла наклона, выдвигаются такие условия:
- должна гарантироваться безопасная эксплуатация зданий;
- целостность конструкции не может нарушаться даже во время кратковременных пиковых нагрузок;
- внешний вид крыши не должен изменяться весь период эксплуатации.
Стропильная система должна выдерживать пиковые нагрузки без деформаций
При этом каждое требование должно выполняться вне зависимости от других. Предельные значения прогиба стропил ограничиваются с учетом эксплуатационных характеристик кровельных материалов. Если нормативные значения не оказывают заметного влияния на внешний вид, то они не корректируются.
Практический совет. Намного проще целостность кровельного пирога крыши обеспечивать не за счет увеличения прочности стропильной системы, а за счет использования специальных конструктивных компенсаторов.
Компенсатор усадки, скользящая опора
Цены на снегозадержатели
Снегозадержатель
Перейти к расчётамКак уже указывалось, на угол наклона скатов оказывает влияние снеговая и ветровая нагрузки, общий вес кровельного пирога и масса стропильной системы. Если используются современные легкие утеплители, то их вес можно не учитывать.
Шаг 1. Расчет снеговой нагрузки. Предварительные условия зависят от нормативных показателей снеговой нагрузки с учетом климатической зоны расположения здания и коэффициента уклона скатов. Заметьте, не от величины наклона, а от ее коэффициента. Чем меньше угол наклона, тем меньше коэффициент. К примеру, если угол равняется 15°, то во время расчетов используется коэффициент 0,27, если угол наклона скатов равняется 45°, то коэффициент равен 1,0. Большой угол наклона существенно уменьшает давление снегового покрова на стропилины, и наоборот, чем он меньше, тем значительнее усилия действуют на стропила. Для регионов с высоким снеговым покровом оптимальный угол наклона скатов должен быть не менее 35°. За счет этого уменьшается высота задерживаемого кровлей снега, он быстрее сходит. Кроме того, в таком положении на стропила действуют не только усилия на изгиб, но и на сжатие. А пиломатериалы намного лучше работают на сжатие, чем на изгиб. Увеличение оптимального угла наклона дает возможность уменьшать линейные размеры нагруженных элементов, что оказывает благоприятное влияние на общую стоимость стропильной системы.
Снеговая нагрузка
Как измеряется угол наклона
Практический совет. Узнать коэффициент угла можно самостоятельно при помощи рулетки. Измерьте высоту стропильной системы и разделите эту величину на половину ширины дома. Потом в таблице найдите ближайшее значение коэффициента, оно обозначает оптимальный угол наклона стропильной ноги.
Региональные значения нагрузок от ветра и снега указаны в СНиП 2.01.07-85, во время расчетов нужно пользоваться имеющимися в нем таблицами и рекомендациями.
Карта снеговых нагрузок
СНиП 2.01.07-85
Схемы распределения нагрузки и величина коэффициента указаны в таблицах нормативного документа. Если они возникают лишь на части поверхности крыши, то нужно брать значения, действующие на половине пролета стропильной системы. В этом случае допускается использование упрощенных схем, но угол наклона ската всегда должен учитываться.
Шаг 2. Расчет ветровой нагрузки.
Ветровая нагрузка
В этом случае угол наклона скатов оказывает противоположное влияние. Чем он больше, тем выше парусность (аэродинамическое сопротивление) строения, соответственно, тем больше максимальные нагрузки ветра. Инженерам надо выбрать оптимальную середину, угол наклона скатов влияет на многие параметры строения. Усилия зависят от нормативных значений давления ветра в каждой климатической зоне. Дополнительно используется аэродинамический коэффициент. Он учитывает конкретную местность расположения строения (на открытой стройплощадке, в черте города и т. д.), высоту и парусность (коэффициент аэродинамики) дома.
Принимается средняя скорость за три самых холодных месяца, именно в этот период возможны максимальные усилия на стропильные ноги. При этом нагрузка от ветра должна приниматься как сумма давления на внешнюю поверхность, силы трения, направленных по касательной линии к кровельным материалам и нормального давления на внутренние элементы крыши.
Карта ветровых нагрузок
Коэффициенты аэродинамического сопротивления устанавливаются отдельно для внешнего давления, силы трения о поверхность крыши, парусного сопротивления и внутреннего давления. Для скатных крыш с углом наклона не более 25° используется коэффициент 2,0. Отдельно рассчитывается стропильная система по показателям пульсирующего давления, возникающего при сильных порывах ветра.
Шаг 3. Масса кровельных материалов. Чем тяжелее кровля, тем больше нагрузки действуют на стропильную систему. Для одинаковых по толщине и ширине стропильных ног нужно увеличивать угол наклона, в таком положении возрастают продольные усилия и уменьшаются перечные. А именно критических поперечных усилий больше всего боится стропильная нога. Но лишь по этому критерию выбирать оптимальный угол наклона нельзя, мы уже упоминали, что следует учитывать все факторы, и не только инженерного, но и дизайнерского характера. При расчетах берите вес кровельного материала с учетом его особенностей, весом обрешетки и утеплителей можно пренебречь, но вес стропил учитывается.
Масса кровельных материалов
Нагрузка на стропила с зависимости от материала кровли
Важно. Если крыша будет покрываться мягкими кровельными материалами, то алгоритм расчет веса немного меняется. Под мягкие покрытия обязательно делается сплошная обрешетка из плит ОСП или фанеры толщиной не менее одного сантиметра. Такие материалы имеют большую массу и оказывают заметное влияние на общий вес кровельного покрытия, это нужно в обязательном порядке принимать во внимание.
Шаг 4. Определение суммарной нагрузки на крышу. Заключительный показатель нагрузки, оптимальный угол наклона скатов двухскатной крыши во многом зависит от его значений. Общая нагрузка определяется суммированием всех ранее рассчитанных усилий.
Определение суммарной нагрузки на крышу
Для повышения надежности здания инженеры всегда делают закругления полученных параметров в сторону увеличения. Дело в том, что рассчитать до килограмма величину нагрузок даже теоретически невозможно, не говоря уже об упрощенных практических расчетах. В связи с этим при первой возможности принимаются меры для обеспечения запаса прочности и устойчивости несущих конструкций строения.
Расчет стропильной системы
К сведению. В московском регионе крыша площадью 100 м2 должна выдерживать нагрузку примерно 30 тонн. Это очень большие усилия, вот почему выбор оптимального угла наклона имеет такое большое значения с инженерной точки зрения. Если во время расчетов будет допущена ошибка, то возможен прогиб стропил или полное разрушение конструкции. Прогиб стропильной системы обязательно станет причиной нарушения герметичности кровли и появления протечек, их устранение сложный и длительный процесс. Полная потеря устойчивости крыши – аварийная ситуация со всеми крайне негативными последствиями. В деревянных домах одномоментное разрушение крыши может сдвинуть несущие стены, что еще более усугубит ситуацию.
Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы
Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.
Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.
Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие
Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.
Практический совет. Во время выбора оптимального угла наклона двухскатной крыши нужно добиваться, чтобы за счет увеличения продольных уменьшались поперечные усилия. То есть, по возможности увеличивать угол наклона скатов.
Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.
Таблица размеров и других параметров стропил
Пиломатериалы хвойных пород
С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.
Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу
Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.
Элементы стропильных систем
Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.
Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.
Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту
На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.
Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.
Деформация древесины
Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки
Цены на различные виды бруса
Брус
Имея оптимальный угол наклона крыши строителям надо рассчитать длину стропильных ног и высоту вертикальных стоек. Сделать это можно при помощи калькулятора. Рассмотрим пример расчета, так будет легче понять алгоритм действий. Как узнать интересующие параметры стропильной системы, зная угол наклона скатов?
Шаг 1. Нарисуйте на бумаге прямоугольный треугольник. Горизонтальный катет должен равняться половине ширины дома. К примеру, если ширина строения 8 м, то длина катета будет 4 м.
Схема треугольника
Шаг 2. Умножьте длину катета на тангенс угла наклона крыши. Обе величины нам известны. Если угол наклона 35°, то второй катет имеет размер 2,8 м. Это высота вертикальной стойки стропильной системы. Теперь нужно вычислить длину стропил.
Умножьте длину катета на тангенс угла наклона крыши
Шаг 3. Разделите длину нижнего катета (4 м) на косинус 35°. В нашем случае длина стропильных ног буде равна 4,88 м. Если с косинусом работать сложно, то длину гипотенузы можно узнать с помощью теоремы Пифагора. Сумма квадратов катетов равняется квадрату гипотенузы.
Разделите длину нижнего катета (4 м) на косинус 35°
Указание размеров на чертеже
К полученному значению длины стропилины следует добавить размер свеса, он зависит от архитектурных особенностей строения.
Стропильная система по указанным вычислениям
Наращивание стропильных ног и свесы
Практические советы
Инженерные расчеты параметров стропильной системы делают только специализированные проектные компании с лицензиями и допусками. Самостоятельно работы выполнить сложно, для этого нужно иметь инженерное образование. Что советуют опытные строители с большим практическим стажем?
- Оптимальный проектный угол наклона крыши можно изменять лишь в сторону его увеличения. Такие изменения уменьшают нагрузку на элементы стропильной системы и не могут стать причиной нарушения устойчивости конструкции.
Угол наклона крыши
- Нередки случаи, когда уже во время строительства заказчики по тем или иными причинам требуют внести изменения в проектную документацию. Можно принимать их пожелания во внимание только в тех случаях, когда изменения не оказывают негативного влияния на устойчивость стропильной системы. Если необходимо уменьшить расчетный угол наклона, то необходимо увеличивать ширину досок или устанавливать дополнительные распорки. Первый вариант не уменьшает чердачное пространство, используется часто.
Если необходимо уменьшить расчетный угол наклона, то необходимо увеличивать ширину досок или устанавливать дополнительные распорки
- Никогда не надо компенсировать изменение угла наклона крыши за счет изменения расстояния между стропильными ногами. В соответствии с современными нормативными требованиями шаг стропильных ног учитывает стандартную ширину утеплителей. Если его изменить в ту или иную трону, то существенно усложниться процесс монтажа кровельного пирога теплых крыш для мансардных помещений.
Укладка базальтового утеплителя между стропилами
Цены на минвату
Минвата
Оптимальный угол наклона крыши обязательно нужно иметь в виду во время обустройства водосточной системы и элементов для снегозадержания. Он в любом случае должен гарантировать нормальный стек дождевых и талых вод, минимизировать риски появление протечек из-за незначительных нарушений технологии кровельных работ.
Видео – Расчет дины стропил в зависимости от угла наклона крыши
Уклон крыши: расчёт и таблица соотношений проценты-градусы.
krovli.club
Раздел: Конструкция скатной крышиУклон 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
| градусы | % | градусы | % | градусы | % | ||
| 1° | 1,75% | 16° | 28,68% | 31° | 60,09% | ||
| 2° | 3,50% | 17° | 30,58% | 32° | 62,48% | ||
| 3° | 5,24% | 18° | 32,50% | 33° | 64,93% | ||
| 4° | 7,00% | 19° | 34,43% | 34° | 67,45% | ||
| 5° | 8,75% | 20° | 36,39% | 35° | 70,01% | ||
| 6° | 10,51% | 21° | 38,38% | 36° | 72,65% | ||
| 7° | 12,28% | 22° | 40,40% | 37° | 75,35% | ||
| 8° | 14,05% | 23° | 42,45% | 38° | 78,13% | ||
| 9° | 15,84% | 24° | 44,52% | 39° | 80,98% | ||
| 10° | 17,64% | 25° | 46,64% | 40° | 83,90% | ||
| 11° | 19,44% | 26° | 48,78% | 41° | 86,92% | ||
| 12° | 21,25% | 27° | 50,95% | 42° | 90,04% | ||
| 13° | 23,09% | 28° | 53,18% | 43° | 93,25% | ||
| 14° | 24,94% | 29° | 55,42% | 44° | 96,58% | ||
| 15° | 26,80% | 30° | 57,73% | 45° | 100% |
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)
| Кровли из рулонных битумных материалов: 3-х и 4-х слойные (наплавляемая кровля) | 0-3° | до 5% | до 1:20 |
| Кровли из рулонных битумных материалов: 2-х слойные (наплавляемая кровля) | от | 15 | |
| Фальцевая кровля | от 4° | ||
| Ондулин | 5° | 1:11 | |
| Волнистые асбоцементные листы (шифер) | 9° | 16 | 1:6 |
| Керамическая черепица | 11° | 1:6 | |
| Битумная черепица | 11° | 1:5 | |
| Металлочерепица | 14° | ||
| Цементно-песчанная черепица | 34° | 67% | |
| Деревянная кровля | 39° | 80% | 1:1.125 |
Конструкция скатной крыши
Шпренгельная система на крыше. Шпренгельные системы — это стержневые системы, содержащие…
Калькуляторы онлайн
Онлайн калькулятор расчёта уклона крыши. Посчитать уклон крыши Данные Заложение: м…
Конструкция скатной крыши
Что такое мауэрлат? Мауэрла́т — это элемент конструкции строения кровельной системы.…
Как рассчитать угол наклона крыши - способы, формулы и инструкции
Построить любую крышу не так просто, как кажется. А если хочется, чтобы она была надежной, прочной и не боялась различных нагрузок, то предварительно, еще на этапе проектирования, нужно произвести немало расчетов. И они будут включать в себя не только количество материалов, используемых для монтажа, но и определение углов наклона, площади скатов и т. д. Как рассчитать угол наклона крыши правильно? Именно от этого значения во многом будут зависеть и остальные параметры этой конструкции.
Как рассчитать угол наклона крыши
Почему это важно?
Проектирование и строительство любой кровли – всегда очень важное и ответственное дело. Особенно, если речь идет о кровле жилого дома или сложной по форме крыше. Но даже обычная односкатная, устанавливаемая на невзрачном сарайчике или гараже, точно так же нуждается в проведении предварительных расчетов.
Проект крыши
Если заранее не определить угол наклона кровли, не выяснить, какую оптимальную высоту должен иметь конек, то велик риск построить такую кровлю, которая рухнет после первого же снегопада, или все отделочное покрытие с нее будет сорвано даже умеренным по силе ветром.
Расчет угла наклона крыши
Также угол наклона кровли будет значительно влиять на высоту конька, на площадь и габариты скатов. В зависимости от этого можно будет более точно рассчитать количество требуемых для создания стропильной системы и отделки материалов.
Конек – важная часть стропильной системы
Цены на различные виды кровельных коньков
Конек кровельный
Вспоминая геометрию, которую каждый изучал в школе, можно с уверенностью заявить, что угол наклона крыши измеряется в градусах. Однако в книгах, посвященных строительству, а также в различных чертежах можно встретить и другой вариант – угол указан в процентах (тут имеется ввиду соотношение сторон).
В целом, углом наклона ската является угол, который образован двумя пересекающимися плоскостями – перекрытием и непосредственно скатом крыши. Он может быть только острым, то есть лежать в диапазоне 0-90 градусов.
Малый наклон скатов
На заметку! Очень крутые скаты, угол наклона которых составляет более 50 градусов, встречаются крайне редко в чистом виде. Обычно они используются только при декоративном оформлении крыш, могут присутствовать в мансардах.
Что касается измерения углов кровли в градусах, то тут все просто – эти знания есть у каждого, изучавшего в школе геометрию. Достаточно набросать схему кровли на бумаге и при помощи транспортира определить угол.
Выбор кровельного материала в зависимости от наклона крыши
Что касается процентов, то тут необходимо знать высоту конька и ширину здания. Первый показатель делится на второй, а полученное значение умножается на 100%. Таким образом, можно вычислить процентное соотношение.
На заметку! При процентном соотношении 1 обычный градус наклона равен 2,22%. То есть скат с углом 45 обычных градусов равен 100%. А 1 процент – это 27 угловых минут.
Таблица значений — градусы, минуты, проценты
Какие факторы влияют на угол наклона?
На угол наклона любой кровли влияет очень большое число факторов, начиная от пожеланий будущего владельца дома и заканчивая регионом, где дом будет располагаться. При расчете важно учитывать все тонкости, даже те, что на первый взгляд кажутся незначительными. В один прекрасный момент они могут сыграть свою роль. Определять подходящий угол наклона крыши следует, зная:
- виды материалов, из которых будет строиться пирог кровли, начиная от стропильной системы и заканчивая внешней отделкой;
- условия климата в данной местности (ветровая нагрузка, преобладающее направление ветров, количество осадков и т. д.);
- форму будущего строения, его высоту, дизайн;
- назначение строения, варианты использования чердачного помещения.
Что влияет на угол наклона кровли
В тех регионах, где отмечена сильная ветровая нагрузка, рекомендуется строить крышу с одним скатом и небольшим углом наклона. Тогда при сильном ветре у кровли больше шансов устоять и не быть сорванной. Если же для региона характерно большое количество осадков (снега или дождя), то скат лучше делать более крутым – это позволит осадкам скатываться/стекать с кровли и не создавать дополнительной нагрузки. Оптимальный уклон односкатной кровли в ветреных регионах варьируется в пределах 9-20 градусов, а там, где выпадает много осадков – до 60 градусов. Угол 45 градусов позволит не учитывать снеговую нагрузку в целом, но давление ветра в этом случае на крышу будет в 5 раз больше, чем на кровлю с наклоном всего 11 градусов.
На заметку! Чем больше параметры уклона крыши, тем большее количество материалов потребуется для ее создания. Стоимость увеличивается минимум на 20%.
Частота обрешетки для разных кровельных материалов
Углы скатов и кровельные материалы
Не только климатические условия будут оказывать значительное влияние на форму и угол скатов. Немаловажную роль играют и используемые для строительства материалы, в частности – покрытие крыш.
Монтаж профилированного листа для кровли
Таблица. Оптимальные углы наклона скатов для кровель из различных материалов.
| Профнастил (металл) | 12 |
| Металлочерепица | 14-25 |
| Рубероид в зависимости от количества слоев | 2-15 |
| Шифер | 20-35 |
| Штучный материал типа кровельных камней и черепицы | 22-25 |
| Мягкая черепица | Минимум 11 |
На заметку! Чем меньше показатель наклона кровли, тем меньший шаг используется при создании обрешетки.
Рассчитываем угол наклона скатов
Цены на металлочерепицу
Металлочерепица
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
Калькулятор расчета высоты конька
Перейти к расчётамКак зависят габариты мансарды от угла наклона?
Чтобы появилась возможность полезно использовать чердачное помещение, стоит задуматься о строительстве мансарды. И здесь угол наклона кровли приобретает так называемое прикладное значение. В зависимости от того, каким будет это значение, зависит и свободное пространство чердачного помещения. Так, чем меньше значение угла наклона, тем меньше свободного места будет в этой части дома.
Важно! Высота потолка в мансарде не может быть менее 2 м.
Угол наклона крыши
Таким образом, мансарду надо строить только с крутыми скатами. Но в этом случае выявляются определенные проблемы: размеры кровли увеличиваются, высота стропильной конструкции – тоже, появится необходимость проектирования массы нужных мелких элементов. Такая кровля станет сильнее «парусить» и должна быть очень прочной, чтобы выдержать различные воздействия внешних факторов.
Значения снеговой нагрузки
Россия – страна огромная, и климат в разных ее точках может существенно отличаться друг от друга. Показатели снеговой нагрузки – тоже. Существует 8 основных зон, разделенных по интенсивности снеговой нагрузки.
Карта распределения зон по снеговой нагрузке
Для расчета снеговой нагрузки на проектируемое строение используется формула Рсн = Рст.н х m, где Рст.н. – показатель, определяемый по специальным таблицам, а m – коэффициент поправки, который зависит от угла ската кровли. Он будет равен 1, если угол ската варьируется в пределах 0-25 градусов, 0,7 – при скатах 25-60 градусов. Если угол превышает 60 градусов, то снеговая нагрузка при проектировании крыши не учитывается.
Зональное распределение по среднему значению снеговой нагрузки
Расчет неравномерной нагрузки на четырехскатную крышу
Цены на снегозадержатели
Снегозадержатель
Так как ветер может менять направление движения, выявить ветровую нагрузку будет гораздо сложнее, чем снеговую. Кровля благодаря ему может прижиматься к основанию, но также может подвергаться действию определенной силы, которая будет стремиться сорвать ее с дома. Также ветер действует на все строение неравномерно.
Для проведения нужных расчетов придется использовать только превалирующее направление ветра в данном регионе, которое определяется по «розе ветров». Также при расчетах требуется учитывать наличие вблизи зданий, гор, лесов и других элементов, которые могут не только менять направление ветра, но и в некоторой степени регулировать его силу, защищая строение от шквалов.
Распределение зон по ветровой нагрузке
Согласно карте можно выявить основные ветровые характеристики, превалирующие в определенной зоне страны. Далее определяется ветровое давление Рвт (кг/м2). Оно будет меняться в зависимости от зоны:
- Ia – 24;
- I – 32;
- II – 42;
- III – 53;
- IV – 67;
- V – 84;
- VI – 100;
- VII – 120.
Затем используется формула Рв = Рвт х К х С, где К – значение коэффициента, зависящего от высоты строения и особенностей местности, а С – коэффициент, зависящий от угла наклона ската и направления ветра.
Таблица. Определение коэффициента К.
| Менее 5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| 5-10 | 1 | 0,65 | 0,4 |
| 10-20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 20-40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
Ветровая нагрузка
А, Б, В – это определенные типы зон, А – открытая голая местность, где ветровая нагрузка будет максимальной, зона Б относится к небольшим жилым поселкам с высотой препятствий до 10 м, пересеченной местности или окруженной лесами территории, а В – это зона плотной застройки в городах, где высота зданий составляет 25 и более метров.
На заметку! Определить, какую зону выбрать в каждом конкретном случае, поможет значение высоты здания Н, которая умножается на 30. Таким образом, получается подходящий радиус зоны. Например, при высоте строения 60 м ориентироваться стоит на окружность с радиусом 2 км.
Распределение крыши здания на зоны при подсчете ветровой нагрузки
Согласно приведенному выше рисунку, большое значение при определении воздействия ветра на определенный участок кровли имеет показатель е. Он будет равен 2хН или b (выбирается тот, что меньше). Коэффициент с определяется по таблице с учетом угла наклона кровельных скатов.
Таблица. Значение С (фронтон).
| 0 | -1,3 | -1,8 | -0,5 | -0,7 |
| 15 | -1,3 | -1,3 | -0,5 | -0,6 |
| 30 | -1,4 | -1,1 | -0,5 | -0,8 |
| 45 | -1,4 | -1,1 | -0,5 | -0,9 |
| 60 | -1,2 | -1,1 | -0,5 | -0,8 |
Таблица. Значение С (скат).
| 15 | -0,8 или 0,2 | -0,9 или 0,2 | -0,4 | -0,3 или 0,2 | -1 |
| 30 | -0,5 или 0,7 | -0,5 или 0,7 | -0,4 | -0,2 или 0,4 | -0,5 |
| 45 | 0,7 | 0,7 | -0,2 | 0,6 | -0,3 |
| 60 | 0,7 | 0,7 | -0,2 | 0,7 | -0,3 |
Суммарное силовое воздействие на каждый участок кровли вычисляется по формуле: Рсум = Рсн + Рв. Этот показатель станет исходным для расчета стропил.
На заметку! Проще всего произвести расчеты угла ската не самостоятельно, а с использованием онлайн-калькуляторов либо компьютерных программ.
Вариант расчета параметров кровли с использованием калькулятора
Шаг 1. Первым делом в браузере открывается сайт, где есть онлайн-калькулятор. В данном случае можно указать массу параметров будущей кровли. Для начала выбирается форма крыши – например, односкатная.
Выбирается тип кровли
Шаг 2. Далее сайт предлагает выбрать материал, которым будет зашиваться готовая кровля (металлочерепица, шифер и т. д.).
Выбор кровельного материала
Шаг 3. Выбираются значения длины и ширины основания кровли, ориентируясь на изображение внизу страницы – там показаны определения используемых обозначений.
Выбор основных значений
Шаг 4. Сразу же можно указать и другие значения – параметры стропильной системы, вплоть до указания используемых материалов для ее сооружения. Выбирается также и значение шага обрешетки, расчет снеговой нагрузки.
Параметры стропильной системы
Шаг 5. Снеговая нагрузка определяется по региону, где будет находиться строение. Для этого есть удобная карта-схема.
Выбор региона по снеговой нагрузке
Шаг 6. Чтобы расчеты были произведены, нажимается кнопка «Рассчитать».
Нажмите кнопку «Рассчитать»
Шаг 7. В итоге на странице появится подробная таблица с указанием основных параметров кровли, в том числе и угла ее наклона.
Результаты расчетов
Также приведем примерный расчет угла кровли в зависимости от известного значения высоты конька. Для произведения расчетов следует измерить ширину фронтона (для примера это показатель будет равен 6 м). Далее это значение делится на 2 – получается 3 м. Высота конька в данном случае должна быть 1,8 м.
Теперь просто нужно воспользоваться известными из уроков геометрии формулами и узнать тангенс угла: tgA = a:b = 3:1,8 = 1,67. Значение угла по значению тангенса можно найти в таблице Брадиса. В данном случае угол ската будет равен 58-59 градусов. Его можно округлить до 60.
Видео – Нахождение наклона и высоты крыши
Расчет ската кровли – довольно сложная процедура для тех, кто не дружит с математикой. Однако при желании можно разобраться со всеми этими формулами и все просчитать самостоятельно. Тогда расчеты будут максимально верными.
Как рассчитать угол наклона крыши - учимся самостоятельному проектированию!
Проекты возводимых загородных особняков могут учитывать множество требований, пожеланий и даже причуд или «капризов» их владельцев владельца. Но всегда их «роднит» общая особенность — без надежной крыши никогда не обходится ни одно их зданий. И в этом вопросе на первый план должны выходить не столько архитектурные изыски заказчика, сколько специфические требования к этому элементу строения. Это надежность и устойчивость всей стропильной системы и кровельного покрытия, полноценное выполнение крышей своего прямого предназначения – защиты от проникновения влаги (а в ряде случаев, кроме того, еще и термо- и звукоизоляции), при необходимости – функциональность расположенных непосредственно под кровлей помещений.
Как рассчитать угол наклона крыши
Проектирование конструкции крыши – дело чрезвычайно ответственное и достаточно непростое, особенно при сложных ее конфигурациях. Разумнее всего будет доверить это дело профессионалам, которое владеют методикой проведения необходимых расчетов и соответствующим программным обеспечение для этого. Однако, владельцу дома тоже могут быть интересны некоторые теоретические моменты. Например, немаловажно знать, как рассчитать угол наклона крыши самостоятельно, хотя бы приблизительно — для начала.
Это даст возможность сразу прикинуть возможность реализации своих «авторских прикидок» — по соответствию задуманного реальным условиям региона, по «архитектуре» самой крыши, по планируемому кровельному материалу, по использованию чердачного помещения. В определенной степени рассчитанный угол ската кровли поможет провести предварительный подсчет параметров и количества пиломатериалов для стропильной системы, общей площади кровельного покрытия.
В каких величинах удобнее измерять угол ската крыши?
Казалось бы – совершенно излишний вопрос, так как все со школьной скамьи знают, что угол измеряется в градусах. Но ясность здесь все же нужна, потому что и в технической литературе, и в справочных таблицах, и в привычном обиходе некоторых опытных мастеров нередко встречаются и иные единицы измерения – проценты или же относительные соотношения сторон.
И еще одно необходимое уточнение — что принимается за угол наклона крыши?
Что же понимается под углом наклона крыши?
Угол наклона – это угол, образованный пересечением двух плоскостей: горизонтальной и плоскостью ската кровли. На рисунке он показан буквой греческого алфавита α.
Интересующие нас острые углы (тупоугольных скатов не может быть просто по определению), лежит в диапазоне от 0 до 90°. Скаты круче 50 ÷ 60 ° в «чистом» виде встречаются чрезвычайно редко и то, как правило, для декоративного оформления крыш – при строительстве остроконечных башенок в готическом стиле. Однако есть и исключение – такими крутыми могут быть скаты нижнего ряда стропил крыши мансардного типа.
Нижние стропила крыши мансардного типа могут располагаться под очень большим углом
И все же чаще всего приходится иметь дело со скатами, лежащим в диапазоне от 0 до 45°
С градусами понятно – все, наверное, представляют транспортир с его делениями. А ка быть с другими единицами измерения?
Тоже ничего сложного.
Относительное соотношение сторон – это максимально упрощенная дробь, показывающая отношение высоты подъёма ската (на рисунке выше обозначена латинской Н) к проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (на схеме – L).
L – это может быть, в зависимости от конструкции крыши, половина пролета (при симметричной двускатной крыше), пролет полностью (если крыша односкатная), либо, при сложных конфигурациях кровли, действительно линейный участок, определяемый проведенной к горизонтальной плоскости проекцией. Например, на схеме мансардной крыши такой участок хорошо показан – по горизонтальной балке от самого угла до вертикальной стойки, проходящей от верхней точки нижнего стропила.
Угол уклона так и записывается, дробью, например «1 : 3».
Однако, на практике нередко случается так, что использовать величину угла уклона в таком представлении будет чрезвычайно неудобен, если, скажем, числа в дроби получаются некруглые и несокращаемые. Например, мало что скажет неопытному строителю соотношение 3 : 11. На этот случай есть возможность воспользоваться еще одной величиной измерения уклона крыши – процентами.
Находится эта величина чрезвычайно просто – необходимо просто найти результат деления уже упомянутой дроби, а затем умножить его на 100. Например, в приведенном выше примере 3 : 11
3 : 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %
Итак, получена величина уклона ската кровли, выраженная в процентах.
А что делать, если требуется перейти от градусов к процентам или наоборот?
Можно запомнить такое соотношение. 100 % — это угол 45 градусов, когда катеты прямоугольного треугольника равны между собой, то есть в нашем случае высота ската равна длине его горизонтальной проекции.
В таком случае, 45° / 100 = 0,45° = 27´. Один процент уклона равен 27 угловым минутам.
Если подойти с другой стороны, то 100 / 45° = 2,22 %. То есть получаем, что один градус – это 2, 22% уклона.
Для простоты перевода величин из одних в другие можно воспользоваться таблицей:
| 1° | 2,22% | 16° | 35,55% | 31° | 68,88% |
| 2° | 4,44% | 17° | 37,77% | 32° | 71,11% |
| 3° | 6,66% | 18° | 40,00% | 33° | 73,33% |
| 4° | 8,88% | 19° | 42,22% | 34° | 75,55% |
| 5° | 11,11% | 20° | 44,44% | 35° | 77,77% |
| 6° | 13,33% | 21° | 46,66% | 36° | 80,00% |
| 7° | 15,55% | 22° | 48,88% | 37° | 82,22% |
| 8° | 17,77% | 23° | 51,11% | 38° | 84,44% |
| 9° | 20,00% | 24° | 53,33% | 39° | 86,66% |
| 10° | 22,22% | 25° | 55,55% | 40° | 88,88% |
| 11° | 24,44% | 26° | 57,77% | 41° | 91,11% |
| 12° | 26,66% | 27° | 60,00% | 42° | 93,33% |
| 13° | 28,88% | 28° | 62,22% | 43° | 95,55% |
| 14° | 31,11% | 29° | 64,44% | 44° | 97,77% |
| 15° | 33,33% | 30° | 66,66% | 45° | 100,00% |
Для наглядности будет полезным привести графическую схему, которая очень доступно показывает взаимосвязь всех упомянутых линейных параметров с углом ската и величинами его измерения.
Схема А. Взаимозависимость единиц измерения угла наклона крыши и допустимые типы кровли
К этому рисунку еще предстоит вернуться, когда будут рассматриваться виды кровельных покрытий.
Еще проще будет рассчитать крутизну и угол наклона ската. если воспользоваться встроенным калькулятором, размещенным ниже:
Калькулятор расчета крутизны ската по известному значению высоты конька
Перейти к расчётамЗависимость типа кровельного покрытия от крутизны ската
Планируя постройку собственного дома, хозяин участка наверняка уже проводит «прикидку» и своей голове, и с членами семьи – как будет выглядеть их будущее жилье. Кровля в этом вопросе, безусловно, занимает одно из первостепенных значений. И вот здесь необходимо учитывать то, что далеко не всякий кровельный материал может использоваться на различных по крутизне скатах крыш. Чтобы не возникало недоразумений позднее, необходим заранее предусматривать эту взаимосвязь.
Диаграмма распределения крыш по крутизне ската
Крыши по углу наклона ската можно условно разделит на плоские (уклон до 5°), с малым уклоном (от 6 до 30°) и крутоуклонные, соответственно, с углом ската более 30°.
У каждого из типов крыш есть свои достоинства и недостатки. Например, плоские крыши имеют минимальную площадь, но потребуют особых мер гидроизоляции. На крутых крышах не задерживаются снежные массы, однако они больше подвержены ветровой нагрузке из-за своей «парусности». Так и кровельный материал – в силу собственных технологических или эксплуатационных особенностей имеет определенные ограничения на применения с разными уклонами скатов.
Обратимся к уже рассматриваемому ранее рисунку (схема A). Черными кружками с дугообразными стрелками и синими цифрами обозначены области применения различных кровельных покрытий (острие стрелки указывает на минимально допустимое значение крутизны ската):
1 – это дранка, щепа, натуральный гонт. В этой же области лежит и применение до сих пор используемых в южных краях камышовых кровель.
2 – натуральное штучное черепичное покрытие, битумно-полимерные плитки, сланцевые плитки.
3 – рулонные материалы на битумной основе, не менее четырёх слоев, с внешней гравийной посыпкой, утопленной в слой расплавленной мастики.
4 – аналогично пункту 3, но для надёжности кровли достаточно трех слоев рулонного материала.
5 – аналогичные вышеописанным рулонные материалы (не менее трех слоев), но без наружной защитной гравийной посыпки.
6 – рулонные кровельные материалы, наклеиваемые на горячую мастику не менее, чем в два слоя. Металлочерепица, профнастил.
7 – волнистые асбестоцементные листы (шифер) унифицированного профиля.
8 – черепичное глиняное покрытие
9 – асбестоцементные листы усиленного профиля.
10 – кровельная листовая сталь с развальцовкой соединений.
11 – шиферное покрытие обычного профиля.
Таким образом, если есть желание покрыть крышу кровельным материалом определенного типа, угол уклона ската должен планироваться в указанных рамках.
Зависимость высоты конька от угла наклона крыши
Для тех читателей, которые хорошо помнят курс тригонометрии средней школы, этот раздел может показаться неинтересным. Они могут сразу его пропустить и перейти дальше. А вот подзабывшим это нужно освежить знания о взаимозависимости углов и сторон в прямоугольном треугольнике.
Для чего это надо? В рассматриваемом случае возведения крыши всегда в расчетах отталкиваются от прямоугольного треугольника. Два его катета – это длина проекции ската на горизонтальную плоскость (длина пролета, половины пролета и т.п. – в зависимости от типа крыши) и высота ската в высшей точке (на коньке или при переходе на верхние стропила – при расчете нижних стропил мансардной крыши). Понятно, что постоянная величина здесь одна – это длина пролета. А вот высоту можно изменять, варьируя угол наклона крыши.
В таблице приведены две основные зависимости, выраженные через тангенс и синус угла наклона ската. Существуют и иные зависимости (через косинус или котангенс) но в данном случае нам достаточно этих двух тригонометрических функций.
| Н - высота конька | |
| S - длина ската крыши | |
| L - половина длины пролета (при симметричной двускатной крыше) или длина пролета (при односкатной крыше) | |
| α - угол ската крыши | |
| tg α = H / L | Н = L × tg α |
| sin α = H / S | S = H / sin α |
Зная эти тригонометрические тождества, можно решить практически все задачи по предварительному проектированию стропильной конструкции.
Для наглядности — треугольник в приложении к крыше дома
Так, если необходимо «плясать» от четко установленной высоты подъёма конька, то отношением tg α = H / L несложно будет определить угол.
По полученному делением числу в таблице тангенсов находят угол в градусах. Тригонометрические функции часто бывают заложены в инженерные калькуляторы, они есть в обязательном порядке в таблицах Exel (для тех, кто умеет работать с этим удобным приложением. Правда, там расчет ведется не в градусах, а в радианах). Но чтобы нашему читателю не приходилось отвлекаться на поиски нужных таблиц, приведем значение тангенсов в диапазоне от 1 до 80°.
| tg(1°) | 0.01746 | tg(21°) | 0.38386 | tg(41°) | 0.86929 | tg(61°) | 1.80405 |
| tg(2°) | 0.03492 | tg(22°) | 0.40403 | tg(42°) | 0.9004 | tg(62°) | 1.88073 |
| tg(3°) | 0.05241 | tg(23°) | 0.42447 | tg(43°) | 0.93252 | tg(63°) | 1.96261 |
| tg(4°) | 0.06993 | tg(24°) | 0.44523 | tg(44°) | 0.96569 | tg(64°) | 2.0503 |
| tg(5°) | 0.08749 | tg(25°) | 0.46631 | tg(45°) | 1 | tg(65°) | 2.14451 |
| tg(6°) | 0.1051 | tg(26°) | 0.48773 | tg(46°) | 1.03553 | tg(66°) | 2.24604 |
| tg(7°) | 0.12278 | tg(27°) | 0.50953 | tg(47°) | 1.07237 | tg(67°) | 2.35585 |
| tg(8°) | 0.14054 | tg(28°) | 0.53171 | tg(48°) | 1.11061 | tg(68°) | 2.47509 |
| tg(9°) | 0.15838 | tg(29°) | 0.55431 | tg(49°) | 1.15037 | tg(69°) | 2.60509 |
| tg(10°) | 0.17633 | tg(30°) | 0.57735 | tg(50°) | 1.19175 | tg(70°) | 2.74748 |
| tg(11°) | 0.19438 | tg(31°) | 0.60086 | tg(51°) | 1.2349 | tg(71°) | 2.90421 |
| tg(12°) | 0.21256 | tg(32°) | 0.62487 | tg(52°) | 1.27994 | tg(72°) | 3.07768 |
| tg(13°) | 0.23087 | tg(33°) | 0.64941 | tg(53°) | 1.32704 | tg(73°) | 3.27085 |
| tg(14°) | 0.24933 | tg(34°) | 0.67451 | tg(54°) | 1.37638 | tg(74°) | 3.48741 |
| tg(15°) | 0.26795 | tg(35°) | 0.70021 | tg(55°) | 1.42815 | tg(75°) | 3.73205 |
| tg(16°) | 0.28675 | tg(36°) | 0.72654 | tg(56°) | 1.48256 | tg(76°) | 4.01078 |
| tg(17°) | 0.30573 | tg(37°) | 0.75355 | tg(57°) | 1.53986 | tg(77°) | 4.33148 |
| tg(18°) | 0.32492 | tg(38°) | 0.78129 | tg(58°) | 1.60033 | tg(78°) | 4.70463 |
| tg(19°) | 0.34433 | tg(39°) | 0.80978 | tg(59°) | 1.66428 | tg(79°) | 5.14455 |
| tg(20°) | 0.36397 | tg(40°) | 0.8391 | tg(60°) | 1.73205 | tg(80°) | 5.67128 |
В случае, наоборот, когда за основу берется угол наклона кровли, высота расположения конька определяется по обратной формуле:
H = L × tg α
Теперь, имея значения двух катетов и угла наклона кровли, очень просто вычислить и требуемую длину стропила от конька до карнизного свеса. Можно применить теорему Пифагора
S = √ (L² + H²)
Или же, что, наверное, проще, так как уже известна величина угла, применить тригонометрическую зависимость:
S = H / sin α
Значение синусов углов — в таблице ниже.
| sin(1°) | 0.017452 | sin(21°) | 0.358368 | sin(41°) | 0.656059 | sin(61°) | 0.87462 |
| sin(2°) | 0.034899 | sin(22°) | 0.374607 | sin(42°) | 0.669131 | sin(62°) | 0.882948 |
| sin(3°) | 0.052336 | sin(23°) | 0.390731 | sin(43°) | 0.681998 | sin(63°) | 0.891007 |
| sin(4°) | 0.069756 | sin(24°) | 0.406737 | sin(44°) | 0.694658 | sin(64°) | 0.898794 |
| sin(5°) | 0.087156 | sin(25°) | 0.422618 | sin(45°) | 0.707107 | sin(65°) | 0.906308 |
| sin(6°) | 0.104528 | sin(26°) | 0.438371 | sin(46°) | 0.71934 | sin(66°) | 0.913545 |
| sin(7°) | 0.121869 | sin(27°) | 0.45399 | sin(47°) | 0.731354 | sin(67°) | 0.920505 |
| sin(8°) | 0.139173 | sin(28°) | 0.469472 | sin(48°) | 0.743145 | sin(68°) | 0.927184 |
| sin(9°) | 0.156434 | sin(29°) | 0.48481 | sin(49°) | 0.75471 | sin(69°) | 0.93358 |
| sin(10°) | 0.173648 | sin(30°) | 0.5 | sin(50°) | 0.766044 | sin(70°) | 0.939693 |
| sin(11°) | 0.190809 | sin(31°) | 0.515038 | sin(51°) | 0.777146 | sin(71°) | 0.945519 |
| sin(12°) | 0.207912 | sin(32°) | 0.529919 | sin(52°) | 0.788011 | sin(72°) | 0.951057 |
| sin(13°) | 0.224951 | sin(33°) | 0.544639 | sin(53°) | 0.798636 | sin(73°) | 0.956305 |
| sin(14°) | 0.241922 | sin(34°) | 0.559193 | sin(54°) | 0.809017 | sin(74°) | 0.961262 |
| sin(15°) | 0.258819 | sin(35°) | 0.573576 | sin(55°) | 0.819152 | sin(75°) | 0.965926 |
| sin(16°) | 0.275637 | sin(36°) | 0.587785 | sin(56°) | 0.829038 | sin(76°) | 0.970296 |
| sin(17°) | 0.292372 | sin(37°) | 0.601815 | sin(57°) | 0.838671 | sin(77°) | 0.97437 |
| sin(18°) | 0.309017 | sin(38°) | 0.615661 | sin(58°) | 0.848048 | sin(78°) | 0.978148 |
| sin(19°) | 0.325568 | sin(39°) | 0.62932 | sin(59°) | 0.857167 | sin(79°) | 0.981627 |
| sin(20°) | 0.34202 | sin(40°) | 0.642788 | sin(60°) | 0.866025 | sin(80°) | 0.984808 |
Для тех же читателей, кто просто не хочет погружаться в самостоятельные тригонометрические расчеты, рекомендуем встроенный калькулятор, который быстро и точно определит длину ската кровли (без учета карнизного свеса) по имеющимся значениям высоты конька и длины горизонтальной проекции ската.
Калькулятор расчета длины ската кровли по известному значению высоты конька
Умелое использование тригонометрических формул позволяет, при нормальном пространственном воображении и при умении выполнять несложные чертежи, провести расчеты и более сложным по конструкции крыш.
Опираясь на базовые соотношения, несложно разделить на треугольники и рассчитать вальмовую крышу
Например, даже кажущуюся такой «навороченной» вальмовую или мансардную крышу можно разбить на совокупности треугольников, а затем последовательно просчитать все необходимые размеры.
Зависимость размеров помещения мансарды от угла наклона скатов крыши
Если хозяевами будущего дома планируется использовать чердак в качестве функционального помещения, иначе говоря – сделать мансарду, то определение угла ската крыши приобретает вполне прикладное значение.
Чем больше угол уклона — тем просторнее мансарда
Много объяснять здесь ничего не надо – приведённая схема наглядно показывает, что чем меньше угол наклона, тем теснее свободное пространство в чердачном помещении.
Чтобы стало несколько понятнее, лучше выполнить подобную схему в определенном масштабе. Вот, например, как будет выглядеть мансардное помещение в доме с шириной фронтонной части 10 метров. Следует учитывать, что высота потолка никак не может быть ниже 2 метров. (Откровенно говоря, и двух метров маловато для жилого помещения– потолок будет неизбежно «давить» на человека. Обычно исходят из высоты хотя-бы 2.5 метра).
Для образца — масштабированная схема мансарды
Можно привести уже подсчитанные средние значения получаемой в мансарде комнаты, в зависимости от угла наклона обычной двускатной крыши. Кроме того, в таблице приведены величины длины стропил и площади кровельного материала с учетом 0,5 метров карнизного свеса кровли.
| 20 | 1.82 | 5.32 | нет | 11.64 |
| 25 | 2.33 | 5.52 | 0.92 | 12.03 |
| 30 | 2.89 | 5.77 | 2.61 | 12.55 |
| 35 | 3.50 | 6.10 | 3.80 | 13.21 |
| 40 | 4.20 | 6.53 | 4.75 | 14.05 |
| 45 | 5.00 | 7.07 | 5.52 | 15.14 |
| 50 | 5.96 | 7.78 | 6.16 | 16.56 |
Итак, чем круче наклон скатов, тем просторнее помещение. Однако, это сразу отзывается резким увеличением высоты стропильной конструкции, возрастанием размеров, а стало быть – и массы деталей для ее монтажа. Гораздо больше потребуется и кровельного материала – площадь покрытия также быстро растет. Плюс к этому, нельзя забывать и о возрастании эффекта «парусности» — большей подверженности ветровой нагрузке. Видам внешних нагрузок будет посвящена последняя глава настоящей публикации.
Для сравнения — крыша мансардного типа дает выигрыш по полезному пространству даже при меньшей высоте
Чтобы в определенной степени нивелировать подобные негативные последствия, проектировщики и строители часто применяют особую конструкцию мансардной крыши – о ней уже упоминалось в настоящей статье. Она сложнее в расчетах и изготовлении, но дает существенный выигрыш в получаемой полезной площади мансардного помещения с уменьшением общей высоты здания.
Зависимость величины внешних нагрузок от угла наклона крыши
Еще одно важнейшее прикладное применение рассчитанного значения угла наклона кровли – это определение степени его влияния на уровень внешних нагрузок, выпадающих на конструкцию крыши.
Здесь прослеживается интересная взаимосвязь. Можно заранее рассчитать все параметры – углы и линейные размеры, но всегда в итоге приходят к деталировке. То есть необходимо определить, из какого материала будут изготавливаться детали и узлы стропильной системы, какова должна быть их площадь сечения, шаг расположения, максимальная длина между соседними точками опоры, способы крепления элементов между собой и к несущим стенам здания и многое другое.
Вот здесь на первый план выходят нагрузки, которые испытывает конструкция крыши. Помимо собственного веса, огромное значение имеют внешние воздействия. Если не брать в расчет несвойственные для наших краев сейсмические нагрузки, то главным образом надо сосредоточится на снеговой и ветровой. Величина обеих – напрямую связана с углом расположения кровли к горизонту.
Снеговая нагрузка
Понятно, что на огромной территории Российской Федерации среднестатистическое количество выпадаемых в виде снега осадков существенно различается по регионам. По результатам многолетних наблюдений и вычислений, составлена карта территории страны, на которой указаны восемь различных зон по уровню снеговой нагрузки.
Карта распределения зон на территории РФ по снеговой нагрузке
Восьмая, последняя зона – это некоторые малозаселенные районы Дальнего Востока, и ее можно особо не рассматривать. Значения же для других зон – указаны в таблице
| I | 0.8 кПа | 80 кг/м² |
| II | 1.2 кПа | 120 кг/м² |
| III | 1.8 кПа | 180 кг/м² |
| IV | 2.4 кПа | 240 кг/м² |
| V | 3.2 кПа | 320 кг/м² |
| VI | 4.0 кПа | 400 кг/м² |
| VII | 4.8 кПа | 480 кг/м² |
Теперь, чтобы рассчитать конкретную нагрузку для планируемого здания, необходимо воспользоваться формулой:
Рсн = Рсн.т × μ
Рсн.т – значение, которое мы нашли с помощью карты и таблицы;
Μ – поправочный коэффициент, который зависит от угла ската α
- при α от 0 до 25° — μ=1
- при α более 25 и до 60° — μ=0,7
- при α более 60° снеговую нагрузку в расчет не принимают, так как снег не должен удерживаться на плоскости скатов кровли.
Например, дом возводится в Башкирии. Планируемая скатов его крыши – 35°.
Находим по таблице – зона V, табличное значение — Рсн.т = 3,2 кПа
Находим итоговое значение Рсн = 3.2 × 0,7 = 2,24 кПа
(если значение нужно в килограммах на квадратный метр, то используется соотношение
1 кПа ≈ 100 кг/м²
В нашем случае получается 224 кг/м².
Ветровая нагрузка
С ветровой нагрузкой все обстоит намного сложнее. Дело в том, что она может быть разнонаправленной – ветер способен оказывать давление на крышу, прижимая ее к основанию, но вместе с тем возникают аэродинамические «подъемные» силы, стремящиеся оторвать кровлю от стен.
Кроме того, ветровая нагрузка воздействует на разные участки крыши неравномерно, поэтому знать только среднестатистический уровень ветровой нагрузки – недостаточно. В расчет принимаются господствующие направления ветров в данной местности («роза ветров»), степень насыщенности участка местности препятствиями для распространения ветра, высота здания и окружающих его строений, другие критерии.
Примерный порядок подсчета ветровой нагрузки выглядит следующим образом.
В первую очередь, по аналогии с ранее проведёнными расчетами, на карте определяется регион РФ и соответствующая ему зона.
Распределение зон на территории РФ по уровню ветрового давления
Далее, по таблице можно определить среднее для конкретного региона значение ветрового давления Рвт
| Табличное значение ветрового давления, кг/м ² (Рв) | 24 | 32 | 42 | 53 | 67 | 84 | 100 | 120 |
Далее расчет проводится по следующей формуле:
Рв = Рвт × k × c
Рвт – табличное значение ветрового давления
k – коэффициент, учитывающий высоту здания и характер местности вокруг него. Определяют его по таблице:
| не более 5 м | 0.75 | 0.5 | 0.4 |
| от 5 до 10 м | 1.0 | 0.65 | 0.4 |
| от 10 до 20 м | 1.25 | 0.85 | 0.55 |
| от 20 до 40 м | 1.5 | 1.1 | 0.8 |
В таблице указаны три различные зоны:
- Зона «А» — открытая «голая» местность, например, степь, пустыня, тундра или лесотундра, полностью открытые ветровому воздействию побережья морей и океанов, крупных озер, рек, водохранилищ.
- Зона «Б» — территории жилых поселков, небольших городов, лесистые и пересеченные участки местности, с препятствиями для ветра, естественными или искусственными, высотой порядка 10 метров.
- Зона «В» — территории крупных городов с плотной застройкой, со средней высотой зданий 25 метров и выше.
Дом считается соответствующим именно этой зоне, если указанные характерные особенности расположены в радиусе не менее, чем высота здания h, умноженная на 30 (например, для дома 12 м радиус зоны должен быть не мене 360 м). При высоте здания выше 60 м принимается окружность радиусом 2000 м.
c – а вот это – тот самый коэффициент, который и зависит от направления ветра на здание и от угла наклона крыши.
Как уже упоминалось, в зависимости от направления воздействия и особенностей крыши ветер может давать разнонаправленные векторы нагрузки. На схеме ниже приведены зоны ветрового воздействия, на которые обычно делится площадь крыши.
Распределение крыши здания на зоны при подсчете ветровой нагрузки
Обратите внимание – фигурирует промежуточная вспомогательная величина е. Ее принимают равной либо 2 × h, либо b, в зависимости от направления ветра. В любом случае, из двух значений берут то, что будет меньше.
Коэффициент с для каждой из зон берут из таблиц, в который учтен угол уклона кровли. Если для одного участка предусмотрены и положительное и отрицательное значения коэффициента, то проводятся оба вычисления, а затем данные суммируются.
Таблица коэффициента «с» для ветра, направленного в скат кровли
| 15 ° | - 0,9 | -0.8 | - 0.3 | -0.4 | -1.0 |
| 0.2 | 0.2 | 0.2 | |||
| 30 ° | -0.5 | -0.5 | -0.2 | -0.4 | -0.5 |
| 0.7 | 0.7 | 0.4 | |||
| 45 ° | 0.7 | 0.7 | 0.6 | -0.2 | -0.3 |
| 60 ° | 0.7 | 0.7 | 0.7 | -0.2 | -0.3 |
| 75 ° | 0.8 | 0.8 | 0.8 | -0.2 | -0.3 |
Таблица коэффициента «с» для ветра, направленного во фронтонную часть
| 0 ° | -1.8 | -1.3 | -0.7 | -0.5 |
| 15 ° | -1.3 | -1.3 | -0.6 | -0.5 |
| 30 ° | -1.1 | -1.4 | -0.8 | -0.5 |
| 45 ° | -1.1 | -1.4 | -0.9 | -0.5 |
| 60 ° | -1.1 | -1.2 | -0.8 | -0.5 |
| 75 ° | -1.1 | -1.2 | -0.8 | -0.5 |
Вот теперь то, подсчитав ветровую нагрузку, можно будет определить суммарное внешнее силовое воздействие для каждого участка крыши.
Рсум = Рсн + Рв
Полученное значение становится исходной величиной для определения параметров стропильной системы. В частности, в таблице, приведенной ниже, можно найти значения допустимой свободной длины стропил между точками опоры, в зависимости от сечения бруса, расстояния между стропилами, сорта материала (древесины хвойных пород) и, соответственно, уровня суммарной ветровой и снежной нагрузки.
| 300 | 400 | 600 | 300 | 400 | 600 | ||
| суммарная нагрузка (снеговая + ветровая) | 1.0 кПа | 1.5 кПа | |||||
| Древесина высшего сорта | 40×89 | 3.22 | 2.92 | 2.55 | 2.81 | 2.55 | 2.23 |
| 40×140 | 5.06 | 4.60 | 4.02 | 4.42 | 4.02 | 3.54 | |
| 50×184 | 6.65 | 6.05 | 5.28 | 5.81 | 5.28 | 4.61 | |
| 50×235 | 8.50 | 7.72 | 6.74 | 7.42 | 6.74 | 5.89 | |
| 50×286 | 10.34 | 9.40 | 8.21 | 9.03 | 8.21 | 7.17 | |
| I или II сорт | 40×89 | 3.11 | 2.83 | 2.47 | 2.72 | 2.47 | 2.16 |
| 40×140 | 4.90 | 4.45 | 3.89 | 4.28 | 3.89 | 3.40 | |
| 50×184 | 6.44 | 5.85 | 5.11 | 5.62 | 5.11 | 4.41 | |
| 50×235 | 8.22 | 7.47 | 6.50 | 7.18 | 6.52 | 5.39 | |
| 50×286 | 10.00 | 9.06 | 7.40 | 8.74 | 7.66 | 6.25 | |
| III сорт | 40×89 | 3.06 | 2.78 | 2.31 | 2.67 | 2.39 | 1.95 |
| 40×140 | 4.67 | 4.04 | 3.30 | 3.95 | 3.42 | 2.79 | |
| 50×184 | 5.68 | 4.92 | 4.02 | 4.80 | 4.16 | 3.40 | |
| 50×235 | 6.95 | 6.02 | 4.91 | 5.87 | 5.08 | 4.15 | |
| 50×286 | 8.06 | 6.98 | 6.70 | 6.81 | 5.90 | 4.82 | |
| суммарная нагрузка (снеговая + ветровая) | 2.0 кПа | 2.5 кПа | |||||
| Древесина высшего сорта | 40×89 | 4.02 | 3.65 | 3.19 | 3.73 | 3.39 | 2.96 |
| 40×140 | 5.28 | 4.80 | 4.19 | 4.90 | 4.45 | 3.89 | |
| 50×184 | 6.74 | 6.13 | 5.35 | 6.26 | 5.69 | 4.97 | |
| 50×235 | 8.21 | 7.46 | 6.52 | 7.62 | 6.92 | 5.90 | |
| 50×286 | 2.47 | 2.24 | 1.96 | 2.29 | 2.08 | 1.82 | |
| I или II сорт | 40×89 | 3.89 | 3.53 | 3.08 | 3.61 | 3.28 | 2.86 |
| 40×140 | 5.11 | 4.64 | 3.89 | 4.74 | 4.31 | 3.52 | |
| 50×184 | 6.52 | 5.82 | 4.75 | 6.06 | 5.27 | 4.30 | |
| 50×235 | 7.80 | 6.76 | 5.52 | 7.06 | 6.11 | 4.99 | |
| 50×286 | 2.43 | 2.11 | 1.72 | 2.21 | 1.91 | 1.56 | |
| III сорт | 40×89 | 3.48 | 3.01 | 2.46 | 3.15 | 2.73 | 2.23 |
| 40×140 | 4.23 | 3.67 | 2.99 | 3.83 | 3.32 | 2.71 | |
| 50×184 | 5.18 | 4.48 | 3.66 | 4.68 | 4.06 | 3.31 | |
| 50×235 | 6.01 | 5.20 | 4.25 | 5.43 | 4.71 | 3.84 | |
| 50×286 | 6.52 | 5.82 | 4.75 | 6.06 | 5.27 | 4.30 |
Понятно, что при расчете сечения стропил, шага их установки и длины пролета (расстояния межу точками опоры), берутся показатели суммарного внешнего давления для наиболее нагруженных участков кровли. Если посмотреть на схемы и значения коэффициентов таблицы, то это – G и Н.
Чтобы упростить посетителю сайта задачу по вычислению суммарной нагрузки, ниже размещен калькулятор, который рассчитает этот параметр именно для максимально нагруженных участков.
Калькулятор расчета суммарной, снеговой и ветровой нагрузки для определения необходимого сечения стропил
Перейти к расчётамИтак, трудно преуменьшить значение правильного расчета угла наклона крыши, влияние этого параметра на целый ряд важнейших характеристик стропильной системы, да и всего здания в целом. Хотя проведение настоящих архитектурных расчетов, конечно, является в большей мере прерогативой специалистов, умение ориентироваться в основных понятиях и проводить несложные базовые вычисления – будет очень полезным для каждого грамотного владельца дома.
И в завершение статьи – видео-урок по расчету стропильной системы обычной двускатной крыши:
Видео: расчёт и монтаж двускатной стропильной системы
Определяем оптимальный угол наклона крыши
Любой дом венчается крышей – одной из главных конструкций здания, защищающей его внутренние помещения от дождя и снега. Одним из главных критериев любой кровли является крутизна скатов. Так как плоская крыша распространена преимущественно только в многоэтажном жилом и промышленном строительстве, то этот вопрос особо актуален для владельцев частных домов и коттеджей.
От величины наклона крыши зависит количество кровельного материала, поэтому выбор угла наклона и его предварительные расчеты следует производить до начала покупки кровельного материала.
Рассмотрим, как определить угол наклона скатной крыши и его связь с проектированием всей кровельной конструкции.
От чего зависит крутизна крыши?
Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:
- Крутые с уклоном 45-60°;
- Скатные – 30-45°;
- Пологие – 10-30°;
- Плоские с уклоном менее 10°.
Определение данной величины зависит от ряда факторов:
- Воздействие ветра. Наибольшее давление ветер оказывает на крутые кровли, так как они имеют наибольшую парусность из-за своей большой площади поверхности. При обустройстве подобной конструкции важно особое внимание уделить прочности стропильной системы.
В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.
- Снеговая нагрузка. В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.
Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.
- Кровельный материал. Каждый тип кровли имеет свои ограничения по углу наклона скатов. Если планируется использовать какой-то определенный кровельный материал, то важно еще на этапе проектирования соотнести желаемый наклон кровли с его техническими характеристиками.
- Размер мансарды. Угол крыши прямым образом влияет на размер комнаты под ней. Чем круче крыша и выше конек – тем просторнее мансарда и наоборот. Планируя комнату под кровлей нельзя забывать о рисках, неизбежно связанных с крутой конструкцией, и ее дороговизной по сравнению с возведением более пологих кровель. На помощь в данной ситуации может прийти ломаный тип, который позволяет сохранить максимальный объем для обустройства комнаты, сэкономив на высоте конька.
Минимальный угол наклона
Такое понятие, как минимальный угол наклона крыши, находится во взаимосвязи с используемым кровельным материалом. Все кровли снабжены техническими характеристиками, в которых, помимо прочего, четко указаны пределы скатности для использования. Нарушать эти правила нельзя, так как в этом случае кровельный материал не сохранит своих изначальных функций и преимуществ.
Рассмотрим основные кровельные покрытия и минимальные углы для них:
- Штучные кровельные материалы (шифер, черепица) укладываются на кровли с уклоном от 22°. Такой показатель связан с тем, что в этом случае на стыках кровельных элементов не скапливается вода и, соответственно, не может просочиться под них;
- В работе с рулонными материалами типа рубероид важно заранее определить с числом слоев. Если планируется настелить 2 слоя, то угол кровли должен быть не менее 15°, при укладке 3 слоев эта величина может быть снижена до 2-5°;
- Профнастил монтируется при уклоне от 12°. Меньшее значение потребует обработку всех стыков герметиком;
- Металлочерепица стелется при значении от 14°;
- Ондулин – от 6°;
- Мягкая черепица может быть настелена на кровлю уклона 11° при наличии сплошной обрешетки;
- Мембранные кровельные материалы – единственные, минимальный порог для которых не обозначен. Они с успехом могут применяться на плоских крышах.
Следование вышеизложенным правилам чрезвычайно важно, так как даже незначительное их нарушение обернется разрушением кровли и, возможно, повреждением стропильной системы.
Расчет угла наклона
Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:
- В областях с частыми осадками в виде дождя и снега оптимально строить кровлю крутизной 45-60°, так как она быстрее избавляется от осадков, что минимизирует нагрузку на стропильную систему;
- Если крыша возводится в ветреном регионе, то хорошо будет разместить угол ее наклона в промежуток 9-20°. Она не будет играть роль паруса, ловя пролетающий ветер, но и не опрокинется его резкими порывами;
- В областях, где и ветер, и снег бывают регулярно, обращаются к средним значениям в 20-45°. Этот диапазон можно назвать универсальным для скатных конструкций.
Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.
Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:
- Известна высота крыши. Если возникает желание обустроить под кровлей просторную жилую комнату с приемлемой высотой потолка, то высота конька может быть определена заранее. Имея известные два катета, несложно узнать величину искомого угла.
Примем следующие обозначения:
- H – высота конька;
- L – ширина половины дома;
- α – искомый угол.
Находим тангенс нужного угла по формуле:
tg α = H / L
Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.
- Заранее определен угол наклона. При желании использовать определенный кровельный материал или в связи с погодными условиями в регионе уклон кровли может быть определен заранее. По его значению можно определить высоту конька дома и проверить – возможно ли создание под этой кровлей жилой комнаты. Для обустройства помещения высота конька должна быть не менее 2,5 м.
Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:
H = L * tg α
Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.
Далее рассмотрим детально для односкатной крыши
В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.
Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, следует воспользоваться тригонометрической формулой.
Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
Заключение
В проектировании кровли нахождение оптимального угла наклона имеет важное значение. Данный параметр зависит от верной оценки погодных условий, выбора кровельного материала, желания создать жилое помещение. Его верное определение — залог долгой и успешной службы крыши в любых погодных условиях.
