Как сделать расчет угла наклона крыши

Калькулятор расчета длины стропильных ног

Для расчета длины стропильных ног удобнее воспользоваться специальным онлайн-калькулятором – в сети Интернет есть множество сервисов с подобными возможностями. В его основе заложена известная всем теорема Пифагора, которая позволяет определить длину гипотенузы по известным катетам.

Одним из катетов (для всех типов крыш) является высота конька, конькового уза в шатровой кровле, превышение высоты одного края для односкатных конструкций. Второй катет определяется типом стропильной системы, что детально изображено на рис. 13.

где 1 – односкатная кровля;

2 – двускатная крыша;

3 – вальмовая конструкция;

4 – шатровая стропильная система.

Рисунок 13. Количество и расположение стропил в разных конструкциях крыш

Для расчета нужно выбрать тип кровли, ввести значения высоты конька и ширины здания – все расчеты выполнит онлайн-калькулятор, учитывающий все вышеприведенные зависимости.

Металлочерепица Grand Line Kredo, Полиэстер, мокрый асфальт (RAL 7024) 0,45 ммМеталлочерепица с закругленной формой гребня и мягкими и ровными линиями, отражающими Сред…

От 541 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Modern, Полиэстер, сигнально-синий (RAL 5005) 0,4 ммМеталлочерепица в профиле Modern, форма которого приближена к классической керамической че…

От 398 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Classic, Полиэстер, сигнально-синий (RAL 5005) 0,45 ммМеталлочерепица в профиле Classic, форма которого приближена к классической керамической ч…

От 556 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Classic, Velur20, мокрый асфальт (RAL 7024) 0,5 ммМеталлочерепица в профиле Classic, форма которого приближена к классической керамической ч…

От 869 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Classic, Полиэстер, зеленый мох (RAL 6005) 0,45 ммМеталлочерепица в профиле Classic, форма которого приближена к классической керамической ч…

От 556 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Classic, Satin, красное вино (RAL 3005) 0,5 ммМеталлочерепица в профиле Classic, форма которого приближена к классической керамической ч…

От 579 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Kamea, Полиэстер, красное вино (RAL 3005) 0,45 ммМеталлочерепица в стильном и современном профиле Камея с покрытием Полиэстер с гладкой гля…

От 541 руб/м²Подробнее

Металлочерепица Grand Line Kvinta plus, Полиэстер, зеленый мох (RAL 6005) 0,45 ммМеталлочерепица с симметричным профилем и оригинальными канавками, повышающими жесткость и…

От 557 руб/м²Подробнее

Виды двухскатных крыш

Крыши двускатные бывают разных форм, каждая из которых отличается особенностями конструкции, дизайнерскими решениями и характеристиками подкровельного пространства.

Симметричная или простая двухскатная кровля

Щипцовая или симметричная классическая кровля представляет собой расположенные под нужным углом относительно постройки 2 плоских прямоугольных ската.

Свойства и функции сооружения определяются прежде всего величиной угла такой крыши:

1. Наиболее простым решением для домов с размерами стены в ширину до 8 м будет ферма со сторонами, имеющими наклон 45°.
2. Меньшие углы применяются в районах с большими ветровыми нагрузками и для небольших зданий.
3. Расположение скатов круче 45° – лучший вариант для строений, находящихся в регионах с большим количеством осадков в виде снега. Такой тип кровли является наиболее дорогостоящим.

Симметричная ломаная конструкция понадобится для увеличения места под крышей.

Крыша с разными углами наклона скатов

Двускатная крыша с разными скатами, в основе которой находится произвольный треугольник с отличающимися углами, более сложна в расчетах. Одинаковых элементов в стропильной системе меньше. Какие-то части понадобится усиливать.

Конструкции используются с целью:

• получить мансардное помещения требуемой формы;
• сделать балкон с нужной стороны и заданного размера;
• создать стильный оригинальный дизайн.

Крыша с большими свесами

С горных вершин Швейцарии и Франции в Россию пришло такое экстерьерное решение, как шале, когда под одной кровлей дома размещаются другие пристройки.

Подход позволяет соединить традиционный взгляд на архитектуру и новые строительные технологии. Большие свесы помогают защитить от влаги фундамент и стены, сэкономить на устройстве отдельных кровельных систем.

Двускатная крыша с разными скатами позволяет перекрыть несколько помещений, начиная от мансарды, и включая парковку, летнюю кухню, беседку или веранду, бассейн или хозяйственные постройки.

Двухскатная ломаная конструкция крыши

Чтобы приблизить форму мансардного помещения к классической жилой площади, кровельные скаты вверху делают более пологими, а книзу усиливают наклон – «ломают».

С помощью этих манипуляций под кровлей получают:

• высокий потолок;
• почти вертикально расположенные стены и окна;
• возможность сделать балкон во всю ширину;
• отсутствие острых углов в комнатах.

Изломы увеличивают пространство мансарды, делают его более привычным и уютным.

Ломаные конструкции также применяются при создании разноуровневых двускатных крыш, когда скаты не только отличаются по длине, но и расположены на разной высоте.

Как правильно рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Чтобы высчитать оптимальную высоту конька двухскатной крыши с наибольшей точностью, от вас потребуются минимальные знания тригонометрии и умение переносить масштабы и пропорции с бумаги на строительную площадку.

Итак, высоту крыши можно определить математическим способом или используя графический метод.

1. С математической формулой расчёта высоты конька вы уже знакомы, мы приводил формулу выше.  При этом стоит ориентироваться на угол ската, который рекомендован производителем кровельного материала, с учётом технических особенностей конструкции каркаса.

2. Графический метод заключается в построении схемы будущей крыши в масштабе. Он более наглядный, но не отличается высокой точностью.

Здесь требуется небольшое, но важное уточнение: перечисленными методами вы рассчитаете не точную высоту конька, а примерную. Истинные размеры будут зависеть от конструкции верхней части стропил, вернее, способа их монтажа

Если это технология висячих стропил, то никаких корректив в полученное значение высоты кровли вносить не нужно.

При использовании наслонных стропил, когда верхняя часть стропила ложится выше линии конькового прогона, к расчётной высоте крыши следует прибавить 2/3 толщины стропильного бруса, поскольку глубина врубки обычно составляет 1,3 от толщины бруса.

Что касается обрешётки, то она в расчёт не принимается, хотя может вносить свои коррективы в размеры конструкции, в том числе высоту крыши. В любом случае отклонения от расчётов в пределах 5-8 см не критичны, поскольку практически не влияют на характеристики кровли.

3. Узнать высоту конька двухскатной крыши можно и с использованием практического способа. Такой метод популярен в Северной Америке, где в фаворе возведение каркасных одноэтажных домов. Но по своей сути метод фактически такой же, каким пользуются в других странах.

Но есть один технологический нюанс: нижние пятки стропил крепятся к мауэрлату методом врубки, а верхней опорой служит коньковая доска. Если не следовать этому правилу, уклон ската может оказаться выходящим за границы значения, рекомендуемого производителем используемого кровельного материала.

Итак, чтобы вычислить, какой должна быть высота фронтона крыши практическим способом, нужно придерживаться следующей инструкции:

• рисуем схему дома, желательно в масштабе 1:100, с указанием точных габаритов коробки.
• центр пролёта определить несложно, от него проводим линию, которая будет осью симметрии конструкции кровли;
• используя транспортир, помечаем точку с нужным углом ската, поместив центр инструмента в один из углов коробки. Чертим линию, делаем то же самое с другой стороны;
• в месте пересечения мы получим верхнюю точку подъёма – это минимальная высота конька будущей двухскатной крыши;
• затем проводим пунктирные линии параллельно полученным ранее, они должны пересечься вы точке, разделяющей высоту коньковой доски пополам;
• подъём уменьшаем на глубину врубки стропил снизу, то есть на 1/3 толщины доски;
• результат увеличиваем на ширину коньковой доски и затем к полученной точке прочерчиваем коньковую стойку;
• завершающий этап – черчение с учётом масштаба стропильной ног, взяв в расчёт то, что она будет располагаться на 1/3 ширины ниже из-за врубки.

Получается, что итоговая высота конька будет равна высоте подъёма плюс 2/3 толщины стропила.

Отметим, что на практике высота и другие размеры, возможно, не совпадут с расчётными, но небольшая погрешность, как мы уже отмечали, допустима.

В случае наличия мансарды расчётная высота конька может оказаться недостаточной для свободного перемещения в мансардном помещении. Тогда используют такой приём, как приподнятие точки примыкания кровли к мауэрлату, при этом угол и пропорции останутся неизменными.

Проектирование односкатных крыш. Что учесть ↑

Планируя сборку односкатной крыши нужно учесть и рассчитать множество факторов: схему стропильной системы, угол наклона, нагрузки, подобрать соответствующие материалы. В итоге должен получится чертеж с полной информацией о будущей крыше.

Классическая схема односкатной стропильной системы, это уложенные поперек строения балки с креплением, к мауэрлату, установленному вдоль несущих стен. Это так называемая односкатная крыша с простыми наслонными стропилами. Но подобный вариант возможен только при пролетах с длиной не более чем 4500 мм. Но, допускается использование односкатных крыш с большей протяженностью.

• При ширине пролета в 5000-6000 мм, наслонные стропила нужно усилить подкосами, которые опираться на несущую стену с дополнительным мауэрлатом.
• Если ширина пролетов достигает значения 6000-7500 мм, потребуется собрать более сложный вариант – с упором на шпренгельную ферму. В конструкцию добавляется бабка, поддерживающая дополнительный брус, на который опирается стропило. Естественно стойки (бабки) дополнительно усиливаются подкосами.

Кроме выбора схемы устройства стропильной системы на стадии проекта потребуется спланировать шаг между балками, а также их сечение. Такие параметры зависят тоже от ширины пролета и используемой длинны стропил между несущими стенами. Общие рекомендации следующие:

• При длине стропильной балки до 3000 мм ее сечение подбирается в пределах 80×100 или 90×160 мм. Шаг между отдельными элементами должен составлять от 1100 до 2100 мм (зависимо от сечения!).
• Если стропило длиной 6500 мм, в таком случае подбирается сечение бруса 120×220 мм с шагом между деталями 1100-1400 мм.

Но, кроме выбора соответствующего сечения стропильных балок, и схемы сборки очень важным фактором является угол наклона будущей крыши.

Выбор угла наклона ската

От угла наклона собираемого ската зависит будущее функционирование крыши, а также ее прочность. Оптимальный уклон должен обеспечивать удаление осадков с плоскости (в особенности снега), невысокую ветровую нагрузку, а также устойчивое крепление кровельного настила.

Важно
Расчет углов наклона всех кровельных конструкций должен производиться в точном соответствии с СНиПом 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Эти строительные нормы предоставляют всю информацию по конкретному региону страны.

Стоит также учитывать тип используемого кровельного материала, который также рекомендуется использовать при различных углах падения скатов

К примеру можно воспользоваться данными из приведенной ниже таблицы

Стоит также учитывать тип используемого кровельного материала, который также рекомендуется использовать при различных углах падения скатов. К примеру можно воспользоваться данными из приведенной ниже таблицы.

Тип кровельного материала	Рекомендуемый угол наклона в градусах
Металлочерепица	30
Рулонные настилы (рубероид)	Не более 5
Профнастил	8 и более
Шиферный лист	20-30

Совет
Не стоит забывать, что в регионах с большим количеством осадков в зимний период наиболее оптимальное расположение скатов составляет 45°.

Подбирая углы наклона ската и кровельный материал нужно учесть, что плоскости с небольшими уклонами придется очищать от накопившихся масс снега, поэтому лучше всего подобрать настил способный выдержать вес человека без последующих деформаций.

Выбор уклона

Подобрать оптимальный наклон кровли из металлочерепицы довольно сложно, тем более без наличия профессиональных знаний в области строительства. Здесь нужно руководствоваться не только требованиями СНиП и рекомендациями производителя, но и другими факторами, создающими дополнительные нагрузки на конструкцию:

Снеговая нагрузка – зависит от региона строительства, среднегодовое количество осадков в зимний период указывается в соответствующих справочниках. Чем больше снега выпадает зимой, тем большим нужно делать уклон скатов. Это предупредит скопление снеговой массы на поверхности крыши и создание чрезмерных весовых нагрузок.

Рисунок 4. Образование снеговых нагрузок

Ветровые нагрузки – тоже зависит от климатических условий в регионе строительства. При интенсивных ветровых нагрузках наклон крыши следует делать минимально возможным для снижения парусности скатов

Также надо обязательно брать во внимание вероятность возникновения ураганов и смерчей.

Рисунок 5. Воздействие ветровых нагрузок на кровельные конструкции

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.

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

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

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!

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

Ведь с кровли необходимо как можно скорее снимать нагрузку от воды и снега.

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

Оптимальные параметры

Оптимальный угол двускатной крыши, принятый с учётом многих факторов в Российской Федерации, считается от 40 до 60 градусов. Однако беря эти значения надо обязательно учесть розу и силу ветров, среднее количество осадков, выпадающих на этой территории, что бы не получилось так, что кровля не выдержит нагрузок.

Но тем не менее именно данная величина способствует максимальной обтекаемости и минимальной накопляемости зимних осадков в холодный период года, когда на улице отрицательная температура. А также данный угол наклона двускатной крыши делает возможным максимально удобным производить обслуживание в случае профилактического ремонта всей крыши.

Если в регионе местонахождения строения наблюдаются достаточно сильные и даже шквалистые порывы ветра, то угол существенно ниже и составляет от 20 до 40 градусов. Минимально допустимый угол наклона может в особых случаях составлять от 10 до 20 градусов.

В регионах где преобладают в течение года солнечные дни и практически отсутствуют минусовые температуры иногда целесообразно заменить двускатную кровлю на плоскую.

Что такое мауэрлат и его предназначение

На самом деле крыша довольно функциональная часть дома, ведь она не только защищает дом от внешних воздействий окружающей среды и украшает фасад, но и оказывает большую нагрузку на несущие составляющие сооружения.

Такому распределению как раз-таки способствует мауэрлат (брус, являющийся опорой для всех элементов крыши). Строительство домов производится из разных видов материала, некоторые из них не способны выдержать нагрузку в одной точке, хотя сами по себе являются достаточно прочными.

К другим материалам крепление стропильной системы вызывает трудности за счет их высокой твердости.

Критерии, от которых зависит высота конька 2-скатной крыши

Строго говоря, расчёт высоты кровли представляет собой вычисление оптимального угла наклона, которая выбирается, исходя из нескольких факторов.

1. Атмосферные осадки

В принципе дождь не относится к осадкам, которые способны задерживаться на крыше: даже минимального наклона достаточно, чтобы вода стекала на землю. Другое дело – снег. Если его выпадает много, и он липкий, то при недостаточном угле наклона ската будет накапливаться на поверхности кровли, грозя её обрушить. Поэтому для северных регионов покатые крыши – это плохо, угол ската должен быть не менее 45°. В малоснежных областях это значение может быть намного меньше, до 20°.

2. Ветровая нагрузка

Сильные ветры – фактор, который тоже нельзя не учитывать. Мощные воздушные массы, движущиеся с большой скоростью, способны нанести основательный урон кровле, стремясь её разрушить, и здесь большой угол ската является нежелательным, поскольку увеличивает парусность конструкции. Чем более пологим будет скат, тем меньшее давление на крышу будут оказывать ветры. Так что в ветреных регионах рекомендации противоположные – пологость не должна превышать 20°.

3. Кровельный материал

Казалось бы, зависимости высоты крыши от используемого кровельного материла не должно быть, но это не так. Чем меньше площадь единицы кровли, тем большей должна быть её крутизна: у маленькой черепицы будет намного больше соединительных элементов, которые будут служить снегу опорой, чем, к примеру, у шифера, имеет значение и шероховатость поверхности: на гладкой у снега меньше шансов задержаться. Имеет значение и удельный вес материала: например, натуральная черепица сама по себе намного тяжелее, чем металлочерепица или ондулин.

Обычно на упаковке кровельного материала указывается рекомендуемый угол наклона, по которому можно вычислить высоту крыши.

4. Несущая способность, материальные затраты

Чем выше крыша, тем более прочной должна быть несущая конструкция, поэтому потребуется использование более массивных брусьев для стропил или дополнительное укрепление каркаса конструкции. При этом и кровельного материала потребуется больше, что приведёт к увеличению сметы по этой статье.

5. Необходимость создания чердака

Односкатная крыша не предполагает наличие чердака, но такими конструкциями обычно оснащают постройки хозяйственного назначения. Двухскатная крыша уже предполагает наличие какого-никакого чердачного помещения, а будет оно использоваться или нет – вопрос другой.

Многие используют чердак для хранения габаритных и ненужных вещей. В этом случае он не сильно влияет на высоту крыши. Другое дело, если планируется использование чердачного помещения как жилого – в этом случае придётся учитывать удобство проживания, чтобы на большей части помещения можно было ходить в полный рост. Впрочем, и для складского чердака существуют требования противопожарной безопасности: он должен иметь сквозной проход шириной не менее 120 см и высотой 160 см.

Можно ли доверять современным онлайн-калькуляторам

Строительство – это, по сути, целая наука, которая не терпит и не прощает даже малейших неточностей в любых вычислениях. Специалисты, безусловно, знают, как правильно выполнить те или иные действия, как быстро определить любой из описанных выше показателей.

Непрофессионалу, который собирается обустроить и покрыть крышу своего, например, небольшого дачного домика, справиться с задачей будет намного сложнее. Двускатные конструкции – это наиболее простой вариант, но и он тоже требует повышенной скрупулезности в вычислениях.

Сегодня на просторах Интернета есть немало сайтов, на которых работает онлайн-калькулятор для расчета двухскатной крыши, рассчитать двускатную крышу с его помощью можно за несколько секунд, если ввести в соответствующие поля запрашиваемые данные. Это удобный и быстрый способ решения проблемы, но вы должны понимать и то, что каждый расчет – это дело индивидуальное, всё должно быть выполнено с учетом нюансов конкретного объекта.