Как рассчитать оптимальный угол наклона крыши?

В арсенале проектировщиков и строителей имеется несколько вариантов конструкций кровли. Выбор оптимального варианта – это ответственное дело, т.к. от него зависит надежность и долговечность всего сооружения.

Результаты расчетов

Крыша: Угол наклона крыши: градусов. Угол наклона подходит для данного материала. Угол наклона для данного материала желательно увеличить! Угол наклона для данного материала желательно уменьшить! Площадь поверхности крыши: м2. Примерный вес кровельного материала: кг. Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.Стропила: Нагрузка на стропильную систему: кг/м2. Длина стропил: см. Количество стропил: шт.

Обрешетка: Количество рядов обрешетки: рядов. Равномерное расстояние между досками обрешетки: см. Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт. Объем досок обрешетки: м3. Примерный вес досок обрешетки: кг.Распечатать

Как величина уклона зависит от используемого материала

Кровля загородного дома или хозяйской постройки может иметь низкие или отвесные скаты. Во время проектирования этой конструкции необходимо рассчитать сечение стропил и расстояние между ними. Как определить угол наклона для разных кровельных материалов, пытаются понять многие, но эти значения давно уже вычислены.

Во время монтажа рулонных гидроизоляционных материалов, когда рубероид укладывается в два слоя, наклон покрытия не должен превышать 15 градусов. Многие хотели бы знать, как определить угол наклона крыши в градусах если она покрыта тремя слоями гибкой черепицы. В данном случае описываемый показатель может меняться от 2 до 5 градусов.

Обратите внимание на следующие нюансы устройства:

Как величина уклона зависит от используемого материала
  • Наплавляемый рубероид рекомендован к использованию при величине уклона до 25˚ в два слоя, от 0 до 10˚ – в три слоя. При наличии крыши с уклоном 10…25 градусов можно уложить один слой рулонных материалов, но лицевая поверхность такого покрытия должна иметь специальный защитный слой.
  • Асбестоцементные листы используются на кровлях, имеющих уклон до 26˚.
  • Минимальный уклон для натуральной черепицы составляет 33 градуса;
  • Профлист или металлочерепица – 29 градусов и больше.
Как величина уклона зависит от используемого материала
Как величина уклона зависит от используемого материала

Расход кровельных изделий тоже зависит от рассматриваемого параметра. так конструкции с небольшими уклонами стоят гораздо дешевле аналогов, имеющих угол больше 45 градусов.

Как величина уклона зависит от используемого материала
Как величина уклона зависит от используемого материала

Как величина уклона зависит от используемого материала
Как величина уклона зависит от используемого материала

Достоинства односкатных конструкций

Если вы решили строить односкатную крышу самостоятельно, то никаких особенных профессиональных навыков и умений вам не понадобится. Основными достоинствами такого вида крыш являются:

  • простота конструкции (поэтому создание чертежей и выполнение монтажа можно выполнить без привлечения специалистов);
  • устойчивость к климатическому воздействию, но только в том случае, если вы сможете правильно подобрать угол наклона ската;
  • доступность. Односкатная крыша имеет небольшое помещение для чердака, поэтому вы сможете значительно сэкономить на отоплении дома;
  • оперативность монтажа. Строительные работы не займут много времени, поэтому реализовать проект кровли вы сможете действительно в сжатые сроки.

Cечения обрешетки в зависимости от уклона крыши и шага стропил

Все вышеперечисленные преимущества позволяют сделать вывод, что односкатная кровля – это достойный и оптимальный выбор. Кроме того, отдавая предпочтение такой конструкции, вы сможете использовать площадь второго этажа в качестве места для создания мансарды, даже если несущие стены имеют разную высоту. В качестве дополнения можно соорудить веранду или крытую террасу, потому что выступающий край ската неплотно прилегает к строению.

Рассмотрение вычислительного процесса

Практически любая стропильная система может быть разложена на отдельные треугольники, стороны которых легко рассчитываются по тригонометрическим законам. В связи с этим высоту конька можно считать одним из катетов данных фигур. Для перечисленных выше крыш вычисления производятся на базе этого принципа.

В любом случае в качестве основных величин будут выступать:

Рассмотрение вычислительного процесса

  • угол уклона ската, действующий для каждого типа крыш с учетом определенных особенностей;
  • ширина строения, которая при наличии одного ската берется полностью, а при наличии двух скатов делится пополам.

Читайте также:  Подшивка карниза крыши — технология подшивки карнизных свесов

В ответе удается получить высоту крыши в метрах. При необходимости полученное значение можно перевести в сантиметры или миллиметры самостоятельно.

Особенности сооружения крыши односкатки

Односкатная кровля применяется для обустройства объектов бытового и промышленного назначения.

Минимальный угол наклона односкатной крыши не требует для ее сооружения больших денежных затрат. Такая конструкция легко проектируется и монтируется в сжатые сроки.

К основным ее преимуществам относят высокий уровень устойчивости к ветровым нагрузкам.

Так как односкатная крыша опирается на стены разной высоты, то правильнее будет определить угол уклона кровельной конструкции еще на этапе строительства стен.

В стандартной строительной документации допустимый минимальный угол наклона крыши односкатки составляет 50, максимальный – 600.

Какой уклон может иметь односкатная крыша в конкретном случае, будет зависеть от выбранного типа кровельного материала.

Особенности сооружения крыши односкатки

Если в качестве покрытия на крышу планируется постелить рубероид, то рассчитать угол наклона нужно таким образом, чтобы он составлял не менее 5 – 100.

Профнастил монтируют на конструкцию с уклоном 8 – 20 градусов, металлочерепицу и шифер обустраивают на сооружение с уклоном 20 – 300.

При желании обустроить фальцевую кровлю необходимо сооружению обеспечить уклон 18 – 30 градусов.

Если пренебречь приведенными советами и сделать уклон меньше рекомендуемого, то в дождливую погоду вода будет проникать в межстыковые зазоры черепицы или шифера, а зимой под весом снежных масс крыша может просто провалиться (данный фактор касается профнастила).

Определение поднятия фасадной части крыши выглядит следующим образом:

Lbc = Lсд x tgA, где первое значение является высотой, на которую нужно поднять стену, Lсд – длина стены дома, tgA – угол уклона крыши.

Высчитывать длину стропильной ноги следует по формуле:

Lc = Lbc / sinA

Найти синус и тангенс позволяет специальная таблица:

К полученной длине стропильной ноги добавляют длину свесов, которые обеспечат зданию защиту от атмосферных осадков.

Иногда применение односкатным крышам находят при строительстве жилых объектов, но с учетом того, что такая конструкция требует более серьезного утепления.

Особенности сооружения крыши односкатки

Объясняется данный фактор отсутствием воздушной прослойки, за счет которой в доме сохраняется тепло в зимнее время, а прохлада – в знойные летние месяцы.

Так как с односкатной конструкции снежные массы могут самостоятельно сходить только в талом виде, то при сильных наносах снег придется счищать с крыши вручную, иначе не избежать повреждения кровли.

Решить проблему иначе позволит система подогрева, которую обустраивают таким образом, чтобы снег таял по краю кровли.

Видео:

Вальмовая крыша

Важными в чертежах четырехскатной вальмовой крыши являются узлы соединений основных элементов конструкций:

  •  Крепление диагональных и рядовых стропил к мауэрлату;
  •  Соединение концов конька с балками;
  •  Крепление кобылки к стропильной ноге. При ее отсутствии – детализация на чертеже запила доски для соединения с мауэрлатом.
  •  Установка нарожников.

Следующим этапом в проектировании четырехскатной вальмовой крыши будет нанесение слуховых или мансардных окон, отверстий вентиляционных труб, дымоходов на чертеж. Эти проемы в каркасе обрамляют деревянными брусками. Кровля укладывается на «пирог» из теплоизоляции. На балки натягивается пароизоляционная пленка, поверх нее устанавливают крепление обрешетки. Укладывается утеплитель, а следом за ним – рейки контробрешетки. Завершающий этап зависит от кровельного материала.

Конструкция

На четырехскатную крышу здания помимо постоянной нагрузки от кровли, каркаса и утеплителя воздействует ветер и осадки. От максимального количества снега, выпадающего зимой в регионе строительства, зависят такие показатели:

  •  Тип кровельного материала, следовательно, и вид обрешетки;
  •  Размер сечения бруса;
  •  Количество поддерживающих элементов в конструкции.

Расчет постоянной нагрузки G на четырехскатную крышу производится путем сложения веса всех материалов в кровельном пироге на 1 кв.м. Полученное значение по СНИПу необходимо умножить на коэффициент 1,1 для запаса прочности.

Читайте также:  Крыша дачного дома своими руками: инструменты и этапы работ

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W=Wo×k×с,

где Wo – ветровое давление, которое можно взять из справочника для определенной местности;

Вальмовая крыша

k – коэффициент, учитывающий изменение по высоте ветрового давления;

с – коэффициент аэродинамический (принимаем равным 0,8).

Формула расчета снеговой нагрузки представляет собой значение из справочника для города постройки, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона скатов. Дальнейший расчет покажет подходящее сечение балки для каркаса четырехскатной вальмовой крыши, а также необходимость укрепления конструкции дополнительной опорой.

Полученные нагрузки стоит сложить и умножить на грузовую площадь стропильной ноги. Чтобы узнать линейную распределенную нагрузку по длине балки, необходимо будет поделить полученное значение суммарной нагрузки на длину элемента.

Расчет площади скатов вальмовой крыши

Чтобы составить смету кровли, необходимо знать, сколько понадобится материала. Для этого «разбивают» четырехскатную крышу на плоские геометрические фигуры и вычисляют площадь каждой из них. Исходные данные берут из чертежей: высоту конька или углы наклона, расстояние между стеной и свесом, габариты здания.

Для простой шатровой четырехскатной крыши делают расчет площади одного равнобедренного треугольника и умножают полученное значение на 4. Следует учитывать, что посчитать площадь от конька до карниза на чертеже с точностью до – невозможно. Расчетами определяют приближенное количество материала.

В примере ниже чертеж и расчет четырехскатной шатровой крыши с длиной свеса крыши в 1 метр, углом уклона 50°для здания со стенами размерами 5,25м.

Односкатная крыша для беседки или гаража

Чаще всего подобная конструкция выбирается для гаража или беседки. После того, как стены полностью возведены, начинаются монтажные работы:

Односкатная крыша для беседки или гаража

1. На стену укладывается слой гидроизоляции и мауэрлат;

Односкатная крыша для беседки или гаража

2. Устанавливаются стропила, предварительно делаются запилы для монтажа торцевой доски. Элементы фиксируются с помощью металлического уголка;

Односкатная крыша для беседки или гаража

3. Натягивается гидроизоляционная пленка. Вдоль каждой стропилы крепится контробрешка. Поперек стропил монтируется обрешетка. Доски обрешетки подрезаются в размер;

Односкатная крыша для беседки или гаража

4. Сверху на обрешетку укладываются листы профнастила. Устанавливается торцовочная доска.

Устройство стропильной системы

Основой четырехскатной крыши является стропильная система с усиливающими элементами. Однако не менее важны и другие детали конструкции, которые обеспечивают необходимую прочность и надежность.

Опорная балка

Для обеспечения надежного соединения стропил с несущими стенами и равномерного распределения нагрузок монтируется мауэрлат. Это брус или балка, закрепленная на верхней части стен по всему периметру дома.

Устройство стропильной системы

Обычно применяется деревянный брус размером 10х10, 10х15 или 15х15 см. Он должен располагаться строго горизонтально и формировать непрерывную опорную раму.

Накосные ноги

В месте соединения длинных и коротки скатов четырехскатной кровли, с двух сторон дома, устанавливаются наклонные стропильные пары – накосные ноги. Длина стропил в них превышает длину других стропил, формирующих скаты.

Кроме того нагрузка на данный элемент возникает повышенная. С учетом этого, для изготовления ног, как правило, используются спаренные доски. Общий их размер достигает 10х15 или 10х20 см.

Коньковый брус

В вальмовых крышах стропильные ноги в верхней части соединяются брусом, получившим название коньковый прогон или конек. Он обеспечивает жесткость всей стропильной системы и служит верхним упором для стоек.

Устройство стропильной системы

В шатровой конструкции такого элемента нет. Для конька чаще всего применяется брус 10х10 см.

Схема обустройства несущей конструкции

Основу несущей конструкции крыши составляют стропила, которые, по сути, формируют ее силовой каркас. В вальмовых крышах, помимо накосных ног, используется два вида стропил – основные стропильные ноги (пары) и нарожные (укороченные) стропила.

Стропильные пары формируют длинные скаты, опираются внизу на мауэрлат, а вверху в коньковый брус. Их конструкция аналогична стропилам двухскатной крыши.

Нарожные стропила соединяют накосные ноги с мауэрлатом. Выбор сечения стропил приведен выше.

Укрепляющие элементы

Устройство стропильной системы

Стропильная система должна быть прочной и жесткой конструкций. Для укрепления стропил применяются такие элементы:

  1. Стойки – вертикальные брусья, подпирающие стропильную систему и удерживающие ее на нужной высоте.
  2. Шпренгели – наклонные элементы, подпирающие стропила короткого ската.
  3. Лежень – брус, служащий опорой для стоек. Он укладывается на внутренние стены или перекрытие.
  4. Ригель и затяжка – горизонтальные брусья, скрепляющие стропильные пары в верхней и нижней части, соответственно.
  5. Подкосы – наклонные подпорки, упрочняющие стойки. Они служат для увеличения прочности всей конструкции.
  6. Кобылки – доски, формирующие свес.
Читайте также:  Выбор древесины для стропил — на что обратить внимание

Необходимость дополнительных упрочняющих элементов определяет размер перекрываемого пролета и длина стропил.

Влияние климатических факторов

На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.

Карта снеговых нагрузок РФ

Влияние климатических факторов

Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.

Расчет снеговых нагрузок

На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.

Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:

  • угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
  • от 25° до 60° — 0,7;
  • на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.

Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.

Влияние климатических факторов

И все это крыша должна выдержать

Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м². Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м² * 0,7 = 167 кг/м². Это — только часть расчета угла наклона крыши.

Особенности металлочерепичных крыш с малым уклоном

Самый низкий показатель угла наклона ската 14°, но опытные кровельщики укладывают материалы и при расчетах угла в 10-14°. А для обеспечения надежности кровельного ковра и снижения риска протечек выполняются следующие действия:

  • Увеличивается частота реек в обрешетке за счет снижения межстропильного шага.
  • Усиливается система стропил посредством частой или сплошной обрешетки.
  • Значительно повысить количество нахлестов! Несмотря на рекомендации производителей по горизонтальному нахлесту в 8 см, вертикальному в 10-15, нахлест увеличивается на ширину волны. Благодаря такому способу повышается прочность кровельного ковра и исключается риск протечек на крыше малого ската.
  • Тщательно изолировать места стыков герметиком на силиконовой основе.
Особенности металлочерепичных крыш с малым уклоном

Совет! Все предпринимаемые меры имеют временный характер, поэтому визуальный осмотр крыши раз в год не повредит.

Шаг Вычисляем высоту односкатной крыши

Вот три самых популярных способа точно вычислить нужную высоту будущей крыши.

Способ №1. Геометрический

Односкатная крыша имеет вид прямоугольного треугольника. Длина стропильной ноги в этом треугольнике – гипотенуза. А, как вы помните из школьного курса геометрии, длина гипотенузы равна корню из суммы квадратов катетов.

Способ №2. Тригометрический

Еще один вариант расчета длины стропильных ног такой:

  1. Обозначим А длину стропильных балок.
  2. Обозначим Б длину стропил от стены до конька, или длину части стены в этой области (если стены вашей постройки разной высоты).
  3. Обозначим Х длину стропил от конька до края противоположной стены.

В этом случае Б = А * tgY, где Y – это угол наклона крыши, а длина ската высчитывается так:

Х = А / sin Y

На самом деле все это не сложно – просто подставьте нужные значения, и вы получите все параметры будущей крыши.