Угол двускатной крыши

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши и чем опасен неверный подбор угла

Двухскатная крыша — одна из наиболее часто используемых конструкций кровли, имеющая две наклонные плоскости, разделенные ребром — коньком.

Скаты могут быть как одинаковые, создающие в поперечном сечении равнобедренный треугольник, так и разные, имеющие различные углы наклона и площадь.

Кроме того, распространена мансардная конструкция двухскатной крыши, когда скаты состоят из двух плоскостей с разным углом наклона.

Такая конструкция позволяет более эффективно использовать чердачное пространство в хозяйственных или жилых целях.

Основным преимуществом двухскатных крыш считается простота сооружения и надежность в эксплуатации, отсутствие или малое число ендов или разжелобков, способствующих скоплению воды или снега.

Конструкция в целом обеспечивает оптимальное распределение веса стропил и кровли на стены, способствуя максимальному сроку службы крыши.

Подробно о том, как сделать двускатную крышу самому вы прочитаете здесь.

Какие силы воздействуют на стропила и кровельное покрытие

В течение срока эксплуатации крыша постоянно испытывает нагрузки разного рода. Проблема состоит не в их наличии — этот вопрос легко решается усилением стропильной системы. Дело в разнообразии и в неравномерности этих нагрузок.

Постоянная и неизменная — вес кровельного пирога и собственно кровли, они создают непрерывное давление на элементы стропил за счет своего веса. К дополнительным относится ветровая нагрузка и вес выпадающих осадков.

Если в регионе преобладают умеренные ветра определенного направления, то разовый порыв ураганной силы может причинить значительный урон или вовсе сорвать крышу. В зимнее время при аномально большом количестве выпавшего снега нагрузка на кровлю может превысить допустимые значения, что чревато деформациями или нарушением целостности покрытия и образованием протечек.

Бороться с такими природными проявлениями можно только профилактическими мерами:

• Созданием запаса прочности при расчетах.
• Учетом преобладающих в регионе ветров, их силы и направления.
• Учетом среднегодового количества осадков, их состава и качественных показателей.
• Правильным выбором угла наклона скатов.

Выбор правильного угла наклона скатов — один из самых действенных приемов нейтрализации вредных воздействий на стропильную систему. Он позволяет снизить давление снега за счет исключения его скапливания, отрегулировать ветровую нагрузку за счет уменьшения парусности кровли и обеспечить сток дождевой воды, исключая ее замерзание в ночное время в осенний период.

Ветровые нагрузки на стропильные системы

Зависимость угла наклона от выбора кровельного материала

С точки зрения экономии материала и снижения парусности кровли, угол наклона скатов должен быть минимален.

При этом, слишком пологая крыша будет удерживать большие массы снега или препятствовать эффективному оттоку воды.

Но самым главным критерием выбора угла наклона является кровельный материал.

Его характеристики определяют оптимум, основываясь на таких показателях:

• Жесткость. Величина, определяющая допустимый вес или давление на поверхность без вызывания деформаций.
• Пластичность. Способность материала менять форму под воздействием нагрузок без разрушения.
• Водонепроницаемость. Впитывание воды способствует быстрому разрушению материала.
• Качество поверхности. Снеговые массы легко сходят с гладких поверхностей, освобождая кровлю от давления. При этом, сход больших объемов может причинить определенный вред людям или имуществу, оказавшимся в зоне падения снега.

Исходя из этих параметров, для каждого типа кровельного материала существуют свои пределы наклона скатов. Несколько упрощая, можно сказать, что материалы с более гладкой и водонепроницаемой поверхностью допускают наименьший угол наклона, а более шероховатые и впитывающие воду — требуют более крутого наклона. В основном, преобладают значения от 20° до 45°.

Зависимость угла от угла и кровельного материала

Как измерить угол наклона двухскатной крыши

Прежде всего, следует определиться, что такое угол наклона. Это угол между плоскостью ската и горизонталью.

Наклон скатов принято измерять в градусах или в процентах. Если с градусами все понятно, то проценты получаются из отношения высоты конька над перекрытием верхнего этажа к половине ширины здания.

Использование процентов введено для простоты — сложные тригонометрические расчеты чреваты ошибками, а разделить одну величину на другую проще и точнее. Тем не менее, часто прибегают к помощи таблиц Брадиса, чтобы узнать точное значение в градусах.

При расчетах угла наклона ломаного ската используются значения, относящиеся к определяемым участкам. Это относится как к ширине — учитывается та часть, которая накрывается участком кровли, так и к высоте над перекрытием.

Это касается как определения нагрузок и мощности несущих элементов, так и расчета необходимого количества материала.

Как измерить угол двускатной крыши

Минимальный угол наклона двухскатной крыши

Необходимо сразу определиться с правильным пониманием термина «минимальный». Имеется в виду наименьшее допустимое значение угла наклона кровли с учетом ветровой и снеговой нагрузки.

Именно в этом моменте кроются многие сложности: указанные величины в разных регионах сильно отличаются друг от друга, поэтому необходимо знать среднегодовое количество осадков, объемы снега и его качественный состав (мокрый снег гораздо тяжелее сухого и может стать причиной разрушения неправильно рассчитанной крыши).

Кроме того, следует иметь представление о преобладающих ветрах, их силе и направлении и, что особенно важно, о наличии в регионе периодических порывов ветра ураганной силы.

Учитывая эти обстоятельства, минимальный угол может быть определен как наименьшее значение, заявленное в СНИПах с поправкой на климатические условия. Специалисты однозначно рассматривают для скатных крыш минимум в 20°, который применяется лишь для нежилых или неиспользуемых чердаков.

Поиск минимального угла

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Угол правильной двускатной крыши лежит в пределах 20°-45°, что соответствует разбросу значений свойств материала и усредненных климатических параметров.

Следует иметь в виду, что рекомендуемые значения могут быть непригодны для данной местности или проекта, поэтому всякий раз надо рассчитывать угол двускатной крыши по конкретным имеющимся данным.

Угол наклона двухскатной крыши — важный показатель, влияющий на долговечность и целостность всей постройки, и относиться к нему как ко второстепенному фактору нельзя.

Учет всех возможных нагрузок, как постоянных, так и разовых экстремальных, поможет обеспечить сохранность и комфорт вашего дома.

Более точные значения выбираются исходя из таких факторов, как::

• Назначение чердака.
• Используемое кровельное покрытие.
• Климатические условия.

Оптимальный угол наклона двускатной крыши

Полезное видео

Рекомендуем просмотреть видео-инструкцию по установке двускатной крыши:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Дачный эксперт

Оцените статью автора:

expert-dacha.pro

Угол наклона двухскатной крыши

В современном частном строительстве двухскатные крыши пользуются большой популярностью, поскольку они просты в монтаже и экономичны по своей стоимости, а также их строительство может быть выполнено самостоятельно. Угол наклона двухскатных крыш является одним из показателей, как надежности, так и эстетической привлекательности будущего дома, поэтому при проектировании кровли ему отводится первостепенное значение.

Правильный выбор уклона скатов, выбранный с соблюдением строительных норм и технологических особенностей, позволит максимально обеспечить защиту строения от неблагоприятных погодных условий, а также оптимизировать финансовые затраты.

Определяем угол двухскатной крыши

Углом двухскатной кровли в строительстве принято понимать наклон между линией стропильной ноги и горизонтальным уровнем, совпадающим со стеной здания. Измеряется он, в градусах. Реже встречается процентное измерение величины уклона ската, которое вычисляется по формулам на основании соотношения сторон треугольника в процентном исчислении.

По величине уклона ската все крыши можно разделить:

Считается, что стандартная или классическая двухскатная крыша имеет уклон равный 45 градуса, однако такая конструкция требует более надёжного крепления, поскольку обладает повышенной парусностью и подходит не для каждой местности.

В практике строительства более распространены пологие кровли с углами, расположенными в диапазоне от 0 до 45 градусов. Исключение составляют лишь нижние части ломаной двухскатной крыши, в которой наклон составляет 60 более градусов.

Зачастую при строительстве владельцы выставляют уклон кровли, как говорится, «на глаз», руководствуясь исключительно эстетическими соображениями. Это является рискованным решением, поскольку не только увеличивает вероятность преждевременного износа, но и исключает возможность оптимизировать как полезную площадь подкровельного пространства, так и затраты на материалы.

Факторы, которые следует учесть при расчёте уклона скатов кровли

При проектировании общей конструкции двухскатного покрытия дома выбору оптимального уклона скатов необходимо уделить особое внимание, поскольку от этого будет зависеть как функциональность крыши, так и её надёжность.

При этом нужно учитывать следующие факторы:

1. Тип кровельного материала. Разные типы кровельного материала

   Каждый тип кровельного покрытия отличается не только по технологии установки и весу, но и рекомендованными показателями минимального угла при установке, в том числе:

   Пример металлического кровельного материала для крыши

   

   Тип покрытия	Минимальная величина угла в градусах	Особенности
   Рубероид и другие рулонные материалы	4	Такой уклон допустим при укладке в три слоя. Для однослойного покрытия минимальное значение составляет 25 градусов.
   Мягкая битумная кровля	4	Верхнее ограничение составляет 15 градусов, поскольку при жаркой погоде есть вероятность сползания кровельного покрытия.
   Стальные фальцованные листы	5	Не рекомендуется делать такое покрытие на скаты с уклоном более 30 градусов.
   Ондулин	6	Для укладки на плоских крышах требуется сплошная обрешётка.
   Профлист	12	При минимальном показателе требуется дополнительная герметизация стыков
   Металлочерепица	14	Лучше укладывать на менее покатые скаты, чтобы исключить срыв покрытия ветром.
   Шифер	20	При меньшем наклоне возможно подтекание воды
   Натуральная черепица	22	Рекомендуется укладывать на более крутые скаты, чтобы снизить нагрузку на стропильную систему, поскольку черепица имеет значительный вес

   

2. Функциональное назначение подкровельного пространства. При устройстве двухскатной крыши естественным является желание максимально использовать подкровельное пространство и, как правило, там обустраивают жилое помещение. При различном наклоне скатов полезная площадь может различаться по высоте и ширине. Считается, что оптимальным решением для жилого помещение будет уклон, находящийся в диапазоне от 30 до 45 градусов.

   Надо отметить, что даже при таком наклоне площадь мансарды будет невелика. Альтернативным вариантом будет сделанная двухскатная крыша ломаного типа, которая позволяет максимально использовать подкровельное пространство.

   Чертеж крыши ломаного типа

3. Среднестатистическая снеговая нагрузка. Этот фактор также имеет немаловажное значение, поскольку залежавшийся на крыше снег после снегопада существенно увеличивает давление ,как на покрытие, так и на стропильную систему и повышает вероятность обрушения кровли.

   Для местности с обильными снегопадами рекомендуется устанавливать кровли с уклоном 35-40 градусов. Актуальным углом будет и наклон в 45 градусов, поскольку при таком расположении ветром сдувается снеговое покрытие, такие кровли называются самоочищающимися.

   Связь угла наклонной крыши и количества снега на ней

   

4. Ветровые метеоусловия. Расположение дома на участке в открытой местности с сильными ветрами требует снижения показателя угла, чтобы уменьшить парусность кровли и исключить срыв кровельного покрытия. С другой стороны, чересчур маленький уклон повышает опасность отрыва всей стропильной системы от строения.

   Поэтому рекомендованный наклон углов, для домов, строящихся в зонах повышенных ветров и ураганов, составляет 30-42 градуса.

   Ветровая нагрузка на крышу

Надо отметить, что кровля с крутыми скатами по стоимости будет обходиться дороже, чем с пологими. Однако решающим значением при выборе уклона должны быть технические характеристики, поскольку именно они влияют на безопасность и долговечность строения.

Расчёт угла двухскатной кровли

Для того чтобы вычислить оптимальный угол наклона двухскатной крыши необходимо выполнить следующие действия:

1. Собрать воедино следующую информацию:
   • метеоданные по месту застройки;
   • желаемый тип кровельного материала;
   • длина стены фронтона;
   • планируемое использование подкровельного пространства.

     Длина стены фронта

2. На основании данных первых двух пунктов определяем возможный диапазон расположения углов.

   Возможный диапазон угла крыши

3. На основании длины стены и используя математические формулы, выполняется расчёт высоты конька здания при минимальном и максимальном угле диапазона.

   Угол наклона отображен через отношение высоты конька и половины ширины здания

4. Окончательный показатель уклона определяется исходя из организации подкровельного пространства, при этом нужно учесть, что:
   • при большем уклоне снижается общая площадь сторон кровли, а значит и стоимость покрытия, утепления крыши и изоляционных материалов;
   • чем больше наклон, тем меньше полезная площадь внутреннего помещения;
   • при меньшем угле, как правило, требуется дополнительное усиление стропильной системы.

     Пример расчета крыши с мансардным пространством

Проанализировав все полученные данные, можно принять решение, какой будет оптимальный угол для двухскатной крыши конкретного дома. Видео-урок по нахождению высоты и наклона крыши.

Вычисление угла нестандартной двухскатной крыши

Виды двухскатных кровель не ограничиваются только классическим типом или тем, который с фронтона образует равнобедренный треугольник и скаты имеют одинаковый уклон. Другими типами, имеющими более сложную конструкцию, но для которых также актуален расчёт угла наклона сторон, являются:

• Ломаная крыша;

  Пример ломаной конструкции крыши

• Разно уровневая;
• Разно скатная.

Для проектирования сложной крыши онлайн — калькулятор будет оптимальным способом рассчитать угол уклона каждого из скатов, поскольку позволяет быстро вычислить и оптимизировать этот показатель на основании вводимых данных, таких как:

• длина основания кровли;
• желаемая высота здания под конек;
• планируемый тип кровельного материала;
• регион расположения строения и тип местности для уточнения статистических данных по снеговой и ветровой нагрузке.

  Расчет сложной крыши через онлайн калькулятор

В зависимости от типа кровли и программы данные, необходимые для ввода, могут отличаться наличием дополнительных параметров.

Достоинством применения онлайн — калькуляторов является то, что изменяя вводимые параметры можно выбрать оптимальный вариант для конкретного строения.

Если же делать расчёт сложной кровли вручную, то необходимо принимать во внимание следующие основные моменты:

1. Ломаная кровля. Основное предназначение кровли такого типа это увеличение полезной площади подкровельного пространства, которое обеспечивается более крутыми нижними скатами и пологой верхней частью. Оптимальными углами для мансардной крыши считается соотношение 30 градусов для верхней части и 60 градусов для нижних сторон. Такое сочетание наклонов делает двускатную ломаную кровлю эстетически привлекательной и функционально удобной. Примеры двускатной ломаной крыши

   

2. Крыша с разной длиной скатов. Зачастую к такому варианту прибегают, когда необходимо разместить под одной крышей помещения разного функционального назначения, например, проект жилого дома и веранды, при этом уклон более длинного ската будет намного меньше, чем короткого. В этом случае целесообразно выполнить расчёт короткого ската по стандартной методике, а угол второй из сторон вычислять математически на основании высоты конька и длины от точки, соответствующей проекции конька, до места окончания ската. Крыша с разными углами требует внимательного подбора кровельного покрытия, чтобы оба угла наклона крыши находились в допустимом диапазоне конкретного материала. Если это не представляется возможным, то необходимо расположить постройку на местности так, чтобы более длинный скат был с подветренной стороны, при этом рекомендуется ориентироваться на данные метеослужбы о розе ветров на данной территории. Примеры крыши с разной длинной скатов

   

3. Разно уровневые. Такое строение двухскатной кровли в последнее время становится все более популярным, поскольку оно расширяет возможности организации внутреннего пространства, а также позволяет максимально задействовать технологии энергосбережения. Пример крыш с разноуровневым скатом

   Можно выделить два типа разно уровневых покрытий:

   • с одинаковым уклоном скатов;
   • с разными углами наклона.

   Принцип расчета для любого из типов является таким же, как и в предыдущих вариантах.

Многообразие вариантов конструкций двухскатных сложных крыш предполагает гибкий подход при вычислении уклонов скатов в каждом отдельном случае, но принципы расчетов должны оставаться неизменными.

Таким образом, угол двухскатной крыши является немаловажным показателем при проектировании кровли, поскольку от этого будет зависеть долговечность и безопасность постройки.

Корректно просчитанная крыша своими руками будет гарантией будущего комфорта, а также оптимальных финансовых затрат на строительство.

Читайте также

Двухскатная крыша с мансардой

proekt-sam.ru

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?

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.

1. 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

2. 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

3. 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

Как рассчитать оптимальный угол наклона

Калькулятор по расчету высоты конька

Как 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

Как влияет угол наклона на длину стропильных ног

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?

1. 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

2. 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

3. 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

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

krysha-expert.ru

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Рассмотрим каждый пункт более подробно .

Россия — огромная страна, и климатические условия в различных её регионах сильно отличаются.

Ветер, дождь и снег — это факторы, которые оказывают решающее значение при выборе угла наклона. Посмотрите на карту ветров по всем регионам России. Найдите свой город и определите, в какую зону он попадает.

Если вы живете в регионе где круглый год дуют сильные ветра, то крыша с большим углом наклона — не ваш вариант. У крыш со скатами более 45° очень высокая парусность (парусность — свойство предмета воспринимать кинетическую энергию ветра).

При сильном штормовом ветре такую крышу может запросто оторвать от стропильной системы .

Интересный факт! Увеличение угла уклона крыши с 30° до 60° увеличивает ветровую нагрузку в пять раз.

В районах с сильной ветровой нагрузкой рекомендуется делать скаты с уклоном 30°- 42°. Почему не меньше? Ведь так мы значительно уменьшим ветровую нагрузку. Да потому, что для плоских крыш сильный ветер тоже нежелателен.

В такой конструкции ветер стремится приподнять крышу. задувая в зазоры между стропилами и кровельным материалом.

На наши крыши каждую зиму падает огромное количество снега. В отдельных регионах России снеговая нагрузка может достигать просто фантастических цифр — до 500 кг на квадратный метр кровли.

Сколько килограмм снега ляжет на квадратный метр вашей крыши, вы можете найти в СНиП 2.01.07-85.

Если вы живете в местах, где обильные снегопады длятся всю зиму, то стоит обратить внимание на крыши с углом наклона 45° .

Факт! Крыши с углом наклона 45° являются самоочищающимися. Снег и вода на такой крыше не задерживаются вообще.

В том случае, если снегопады сопровождаются сильными ветрами, можете уменьшить угол до 35°- 40° (сильный ветер будет сдувать часть снега).

Не следует делать скат с углом наклона больше 45°. Да, чем больше угол, тем меньше снеговая нагрузка, но в этом случае увеличивается площадь кровли, а с ней растет и вес крыши. Вес всей этой конструкции несут на себе стены. а лишняя нагрузка им и вовсе ни к чему.

Крыша Шале с углом наклона кровли 45°. Дома с такими крышами строят в горах, где обильные снегопады и частые температурные перепады не редкость.

Особенностью крыш шале являются большие выносы свесов и козырьков. Козырьки и выносы шале накрывают террасы, которые окружают дом.

В странах, где дожди — редкость, а снег выпадает раз в сто лет, постройка двухскатных крыш с большим углом наклона — неоправданная трата денег. Пример — страны Ближнего Востока, где этот параметр редко превышает 20 C .

Если географическое положение вам позволяет сэкономить на материалах и сделать плоскую крышу (односкатную) (2° — 7°) или пологую (3°-10°), то учтите, что свободного пространства между коньком и потолочным перекрытием хватит только на небольшое техническое помещение или чердак.

Двухскатная же крыша, с углом наклона 30° — 45°. дает возможность обустроить мансарду или даже жилые комнаты.

От величины угла будет зависеть полезная площадь вашей мансарды. Чем больше угол, тем больше у вас пространство для маневра.

Обратите внимание! Есть у двухскатных крыш один недостаток — большие потери тепла. Это логично — чем больше площадь кровли, тем больше тепла уходит в атмосферу. Так что если вы решили сделать в подкрышном пространстве жилое помещение, то вам нужно учесть расходы на теплоизоляцию (о том, как утеплить мансарду, читайте здесь ).

Рассмотрим самые популярные виды кровельных материалов и рекомендуемый под их укладку угол наклона крыши:

Подробную информацию о таком кровельном материале, как ондулин. читайте в следующей нашей статье.

А здесь Вы найдете инструкцию по строительству беседки с двускатной крышей.

Если вы не хотите морочить голову расчетами, то можете принять соотношение :Нк = Lосн/3. гдеHк — высота конька, мLосн — ширина фронтона, м

Пример. Если ширина фронтона 6 метров, то высота конька: Нк = 6/3 =2 м

tg β = Нк/ (Lосн/2) = 2/3 = 0,667

Тангенс угла находим по таблицам Брадиса. или используем инженерный калькулятор. β = 34° (графическое решение показано на рисунке )

Какими бы вы размерами не оперировали, в итоге у вас все равно получится угол 34° (можете проверить). Такой угол был в ходу лет 50-70 назад, когда кровлю делали из оцинкованных листов. Но некоторые из кровельщиков до сих пор практикуют этот метод.

Пример. Нк =3 м; Lосн =7 м tg β = 3 / 7 = 0,428

Тангенс угла находим по таблицам Брадиса. или используем инженерный калькулятор. β = 22°

stroykrishu.ru

Смотрите также

• 
  Двухходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком
• 
  Самовыравнивающаяся стяжка для пола кнауф
• 
  Когда проводят обрезку деревьев
• 
  Ремонт венецианской штукатурки
• 
  Можно ли ставить полипропиленовые трубы на центральное отопление
• 
  Как построить своими руками дом из кирпича
• 
  Мягкие окна для беседки
• 
  Как отреставрировать окна деревянные
• 
  Регулировка давления воды в квартире
• 
  Котел для сауны
• 
  Монтаж канализации из пластиковых труб своими руками