Как сделать угол крыши. Выбираем уклон в зависимости от используемого кровельного материала
1.
2.
3.
4.
5.
Процесс возведения крыши может остановиться, если заранее не подумать о таких вещах как угол наклона кровли и используемый кровельный материал. Так как эти два показателя имеют прямое влияние друг на друга, то их обязательно стоит учитывать наравне. Напомним, что кровли могут иметь один, два или четыре ската. В зависимости от типа, необходимо правильно подобрать углы скатов и материалы. В данной статье речь будет идти как раз о том, как рассчитать угол наклона крыши.
Что влияет на угол ската крыши?
Точный угол зависит от ряда факторов:
- выбранного материала кровли;
- климатических особенностей региона;
- целевого назначения здания.
В случае двухскатной крыши и более сложной конструкции, на выбор угла влияет не только особенности климата, но также и цели использования чердака. Так, например, если он будет нежилым, то есть используется для хранения различных вещей, то не нужно организовывать большую высоту подкровельного помещения. Ну а если под крышей будет полноценная мансарда, то здесь не обойтись без высокой крыши с большими углами наклонов.
Но на что в итоге следует обратить внимание? На дизайнерское решение, то есть на проект здания, на выбранный материал кровли, на количество осадков и силу ветров.
Очевидно, что для регионов с сильными ветрами необходимо возводить крышу с малыми углами - это позволяет снизить нагрузки на стропильную систему, а также избежать неприятного эффекта «срывания» кровли. Такая же конструкция крыши пригодится и для домов, возведенных в солнечных регионах с высокой температурой воздуха и малым количеством осадков. Для регионов с выраженными атмосферными явлениями (дожди, град, снегопады) угол наклона кровли должен быть большим - вплоть до 60 градусов. Это позволяет разгрузить крышу и стропила от нагрузки снега и воды. Кроме того, благодаря быстрому удалению осадков с поверхности, снижается вероятность протекания кровельного материала в местах стыков.
Для того, чтобы рассчитать угол наклона крыши необходимо принимать во внимание все вышесказанное. Как правило, оптимальными считаются углы наклона скатов в пределах 20-45 градусов. Перед тем, стоит учитывать ширину стены, то есть расстояние от начала скатов, так как при увеличении этого значения можно значительно снизить угол, при этом не ограничив чердак в высоте.
Кровля из металлочерепицы
Хорошо известно, что металлочерепица гораздо тяжелее других материалов. Именно поэтому стоит очень внимательно проводить расчеты несущей способности системы стропил. Особенно важно учитывать вес материала и в регионах с сильными ветрами. Динамические нагрузки оказывают крайне негативное влияние на материал и несущую конструкцию, особенно сильно это проявляется при больших углах наклона крыши.
Для кровель, возводимых с использованием металлочерепицы, среднее значение угла наклона составляет 22 градуса. Согласно наблюдениям профессионалов именно такой уклон позволяет предотвратить скапливание и проникновение влаги на стыках, хорошо отводить снег и воду, а также противостоять нагрузкам ветра. при этом должен составлять не менее 14 градусов. Для мягкой черепицы этот показатель равен 11 градусам, при этом такая кровля требует организации сплошной обрешетки.
Кровля из профнастила
Данный материал пользуется огромной популярностью. Он отличается малым весом, простотой установки и ремонта. Кроме того, закрепить листы профнастила на обрешетке очень просто. Минимальный угол такой кровли составляет 12 градусов. Именно эта рекомендация указана в инструкции большинства производителей материала.
Кровля из рулонных «мягких» материалов
К таким материалам относят ондулин, рубероид, мембранные покрытия. В зависимости от количества слоев, используемых для покрытия крыши, угол наклона может колебаться от 2 до 15 градусов. Так, для двухслойной кровли уклон составляет 15 градусов, в то время как трехслойная конструкция позволяет покрывать плоскую крышу с углом наклона 2-5 градусов.
Мембранные покрытия могут использоваться для возведения крыш абсолютно любой конфигурации независимо от ее сложности. Так, угол наклона четырехскатной крыши (отдельных ее элементов) может составлять от 2 градусов.
Как можно понять из всего сказанного выше, выбранный угол наклона зависит от решения хозяина. Но при этом во внимание принимаются нагрузки на несущую конструкцию (статические и динамические). Также важно учесть тип обрешетки и ее шаг, так как эти параметры зависят именно от угла наклона. Для малых углов шаг обрешетки составляет в среднем 35-45 см.
Угол наклона крыши напрямую влияет и на расход кровельного материала. Так, чем больший угол, тем больше потребуется материала для покрытия плоскостей.
Во время подбора кровельного материала можно воспользоваться следующими советами:
- при малом уклоне кровли (до 10 градусов), крышу можно покрыть с использованием гравия и крошки камня. При этом берут слой гравия равный 15 мм, а крошки камня - 5 мм;
- при более выраженных углах наклона крыши обязательно применяют гидроизоляцию с помощью битума. Для рулонных материалов, кроме всего прочего, необходимо провести покрытие защитным материалом;
- асбестоцементные листы и профнастил требуют обязательной герметизации швов. Все стыки при этом делаются двойными.
Крыша является частью любого дома. Для неё очень важно подобрать качественный кровельный материал. Специалисты придерживаются мнения, что при его выборе следует учитывать угол наклона крыши, служащий для того, чтобы на ней не задерживалась вода. Уклоном кровли принято называть угол её наклона к горизонту. Выражается он обычно в процентах либо в градусах. Поэтому, чем больше его значение, тем крыша будет круче. О методиках расчёта данного показателя поговорим далее.
В зависимости от угла наклона различают следующие конструкции крыши:
Стоит сказать, что плоская крыша не является полностью горизонтальной. Иначе бы вода с неё не стекала. У такой кровли угол наклона должен быть как минимум 30 градусов. В зависимости от конструктивных особенностей выделяют три основные вида крыши:
Произвольными называют конструкции, для которых не рассчитывается нагрузка из-за воздействия ветра и атмосферных осадков. Подобные крыши обычно возводят только согласно пожеланиям хозяина. В них часто обустраиваются кладовки или даже жилые помещения. Средние представляют собой самое лучшее соотношение угла ската крыши с учетом влияния атмосферных осадков и ветра. Такую кровлю лучше всего строить в регионах с повышенной влажностью. Что касается малоуклонной крыши, то её конструкция выполнена таким образом, чтобы максимально снизить влияние на неё силы ветра. Кроме того, данное покрытие неплохо справляется с осадками. Подобные кровли устанавливаться практически в любом регионе. Ведь они имеют минимальный уклон и подходят практически под каждую конструкцию дома. Кровля с малым уклоном имеет несколько серьезных достоинств, а именно:
Несмотря на то, что, возможно, придется потратиться на приобретение и установку дополнительных средств защиты от воды, неоспоримые достоинства окупят эти затраты. От чего зависит уклон кровли
Угол наклона обычно определяют в зависимости от конструкции кровли, используемого кровельного материала, а также от климата региона, где будет строиться дом. Для того чтобы знать, как в зависимости от величины угла наклона крыши выбирается кровельный материал, необходимо узнать, что влияет на этот показатель. К таким факторам относят:
Единицы измеренияСегодня наклон кровли в основном измеряется в градусах или процентах. Правильный угол можно подобрать обеими системами. Чтобы узнать необходимое значение, можно взять за основу результаты замера самой крыши, а также уменьшенную модель, изображенную на бумаге. Нужный градус нужно закладывать еще при установке конструкции. Рассмотрим, как вычислить уклон кровли в процентах. Необходимо взять высоту конька, разделить полученное значение на половину ширины дома, затем все следует умножить на 100%. В процентном соотношении 100% соответствует 45 градусам, а 1 градус равен 1,7%. Если в регионе, где возводится дом, возможен сильный ветер, то при расчетах угол наклона крыши рекомендуется делать минимальным. Для измерения и обозначения уклона кровли имеется специальный инструмент, который называется уклономером. Как посчитать уклон кровлиИспользование схемы
Чтобы было проще, можно воспользоваться специальной схемой, которая позволяет подобрать материал кровли в зависимости от уровня её наклона. Здесь обозначен минимальный угол, соответствующий 0% и максимальный — 100%. Значения в процентах нанесены на вертикальную шкалу. В центре схемы расположена полукруглая шкала, в которой имеются расчёты в градусах. Вообще, чем выше значение наклона, тем необходимо будет больше слоев материала на неё уложить. Кстати, количество нужного материала можно как раз определить по величине уклона крыши. Рассмотрим, как расчёт уклона кровли влияет на выбор материала. Согласно приведенной схеме, если наклон составляет от 0 до 25%, то можно использовать для покрытия крыши рулонные материалы. При уклоне 0-10% настил рекомендуется укладывать в три слоя. Если это значение равно 10-25%, то можно положить один слой, например, материал с подсыпкой. На крышах, уклон которых не более 28%, можно укладывать асбестоцементные волнистые листы, например, шифер. Если этот показатель до 29%, то рекомендуется использовать стальное покрытие. При уклоне 33% и выше, в качестве материала для кровли нередко используют черепицу. Расчет по формулеКогда определён уклон кровли и нужный материал для покрытия, необходимо рассчитать высоту конька. Для этого можно использовать простой математический способ: необходимо взять ширину пролета дома и разделить её на два. Результат частного нужно умножить на относительную величину, которая вычисляется с помощью специальной таблицы Брадиса. В ней указаны значения для каждого угла.
Теперь приведем пример расчета уклона кровли. Если ширина пролета составляет 8 метров и угол наклона крыши 25 градусов, то высота конька получается следующей: 8:2=4 4*0,47=1,88 метров. Считая в обратную сторону по этой же формуле можно определить угол наклона крыши. При строительстве это вряд ли понадобится, зато может пригодиться во время ремонта. Использование уклономераВеличину уклона можно ещё вычислить при помощи специального инструмента, который называется уклономером. Он представляет собой рейку с прикреплённой к ней рамкой. Между планками расположена ось, к которой закрепляется маятник. Внутри выреза имеется шкала с делениями. Когда рейка лежит горизонтально, то соответствует нулю на шкале.
Оптимальный уклон кровли для разных материалов
Важно! Стоит понимать, что все значения, которые здесь указаны, являются всего лишь рекомендациями. Поэтому каждый вправе выбирать угол наклона крыши к горизонту на свое усмотрение. Некоторые строители забывают о такой очень важной детали, как планирование водостока, а ведь именно через него вода стекает с крыши. Если не позаботиться об этом заранее, то после строительства кровли могут возникнуть трудности с отведением воды. |
Воспользуйтесь онлайн калькулятором двускатной крыши для расчета количества обрешетки, угла наклона стропильной системы, нагрузки (ветровой и снеговой) на кровлю. Наш бесплатный калькулятор поможет рассчитать необходимое количество материала для данного типа кровли.
Укажите кровельный материал:
Выберите материал из списка -- Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2) Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2) Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2) Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2) Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2) Листовая сталь (8 кг/м2) Керамическая черепица (50 кг/м2) Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2) Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2) Керамопласт (5,5 кг/м2) Фальцевая кровля (6 кг/м2) Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2) Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2) Композитная черепица (7 кг/м2) Натуральный сланец (40 кг/м2) Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м 2
Введите параметры крыши:
Ширина основания A (см)
Длина основания D (см)
Высота подъема B (см)
Длина боковых свесов С (см)
Длина переднего и заднего свеса E (см)
Стропила:
Шаг стропил (см)
Сорт древесины для стропил (см)
Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)
Расчёт обрешётки:
Ширина доски обрешётки (см)
Толщина доски обрешётки (см)
Расстояние между досками обрешётки
F (см)
Расчёт снеговой нагрузки:
Выберите ваш регион, используя карту ниже
1 (80/56 кг/м2) 2 (120/84 кг/м2) 3 (180/126 кг/м2) 4 (240/168 кг/м2) 5 (320/224 кг/м2) 6 (400/280 кг/м2) 7 (480/336 кг/м2) 8 (560/392 кг/м2)
Расчёт ветровой нагрузки:
Ia I II III IV V VI VII
Высота до конька здания
5 м от 5 м до 10 м от 10 м
Тип местности
Открытая местность Закрытая местность Городские районы
Результаты расчетов
Угол наклона крыши: 0 градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!
Площадь поверхности крыши: 0 м 2 .
Примерный вес кровельного материала: 0 кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1x15 м): 0 рулонов.
Стропила:
Нагрузка на стропильную систему: 0 кг/м 2 .
Длина стропил: 0 см.
Количество стропил: 0 шт.
Обрешетка:
Количество рядов обрешетки (для всей крыши): 0 рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: 0 см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: 0 шт.
Объем досок обрешетки: 0 м 3 .
Примерный вес досок обрешетки: 0 кг.
О калькуляторе
Онлайн-калькулятор двускатной крыши, также называемой двухскатной, поможет вам рассчитать нужный угол наклона скатов, определить сечение и количество стропил, объем материалов на обрешётку, расход изоляционных материалов, и при этом учтет существующие нормы по ветровым и снеговым нагрузкам. Вам не придется выполнять лишние дополнительные расчеты, ведь в данном калькуляторе присутствует большинство существующих кровельных материалов. Вы без труда сможете рассчитать расход и вес таких распространенных материалов, как битумная черепица, цементно-песчаная и керамическая черепица, металлочерепица, битумный и асбестоцементный шифер, ондулин и других. Если же вы используете нестандартный материал, или хотите получить более точные расчеты, вы можете указать массу собственного кровельного материала, выбрав соответствующий пункт в выпадающем списке материалов.
Обратите внимание! Калькулятор производит расчеты согласно действующих СНиП «Нагрузки и воздействия» и ТКП 45-5.05-146-2009.
Двускатная крыша (встречаются варианты наименования «двухскатная крыша» и «щипцовая крыша») - наиболее распространённый вид крыши, в которой присутствуют два наклонных ската от конька до наружных стен сооружения. Популярность этого типа крыш объясняется их умеренной стоимостью, лёгкостью возведения, хорошими эксплуатационными качествами и привлекательным внешним видом.
В такой конструкции стропила разных скатов опираются друг на друга попарно и обшиваются досками обрешетки. Торец здания с двускатной крышей имеет треугольную форму и называется фронтоном (также встречается наименование «щипец»). Обычно под скатами кровли располагается чердачное помещение, естественно освещаемое при помощи небольших оконных отверстий, расположенных в верхней части фронтонов.
При заполнении полей калькулятора вы можете узнать дополнительную информацию, расположенную под знаком .
О любых вопросах или идеях, касающихся данного калькулятора, вы можете написать нам, используя форму внизу страницы. Будем рады услышать ваше мнение.
Дополнительная информация о результатах расчётов
Угол наклона крыши
Под этим углом наклонены скат и стропила к основанию крыши. Кровельные материалы имеют индивидуальные предельные углы наклона крыши, поэтому у некоторых материалов угол может находиться за пределами допустимых норм. Удовлетворяет ваш угол выбранному материалу или нет - вы узнаете в результатах расчетов. В любом случае, всегда есть возможность скорректировать высоту подъёма крыши (В) или ширину основания (А), либо выбрать другой кровельный материал.
Площадь поверхности крыши
Площадь всей поверхности кровли, включая свесы. Чтобы определить площадь одного ската, достаточно полученное значение разделить на два.
Примерный вес кровельного материала
Вес выбранного кровельного материала из расчета общей площади крыши (с учетом свесов).
Количество рулонов изоляционного материала
Необходимое для постройки крыши количество изоляционного материала. Указано количество в рулонах, необходимое для всей площади крыши. За основу взят стандарт рулона — 15 метров в длину, 1 метр в ширину. При расчете также учтен нахлест 10 % в местах стыков.
Нагрузка на стропильную систему
Максимальный вес, приходящийся на стропильную систему. Учитываются ветровые и снеговые нагрузки, угол наклона крыши, а также вес всей конструкции.
Длина стропил
Полная длина стропил от конька крыши до края ската.
Количество стропил
Суммарное количество стропил, необходимое для стропильной системы при заданном шаге.
Минимальное сечение стропил / Вес стропил / Объем бруса
- В первой колонке указаны сечения стропил по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород . Здесь указаны сечения, которые можно использовать при постройке заданной конструкции. Калькулятор исходит из суммарных нагрузок, которые могут воздействовать на конструкцию данной крыши и выбирает удовлетворяющие им варианты сечений.
- Во второй колонке указан суммарный вес всех стропил с указанным сечением, если их использовать для строительства заданной крыши.
- В третьей колонке указан суммарный объем этого бруса в кубических метрах. Этот объем вам пригодится при расчете стоимости.
Количество рядов обрешётки
Число рядов обрешётки, которое понадобится для всей кровли с заданными параметрами. Для расчета количества рядов обрешетки одного ската нужно разделить полученное значение на два.
Равномерное расстояние между досками обрешетки
Объем досок обрешетки
Суммарный объем обрешетки для заданной крыши. Данное значение поможет вам рассчитать затраты на пиломатериал.
При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.
Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.
Единицы измерения угла наклона крыши
Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.
В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:
- градусы;
- соотношение сторон;
- проценты.
Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.
Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:
- 2,25 м / 5,60 м · 100 % = 40%
Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:
Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом
Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.
Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.
Чаще встречаются более сложные конфигурации.
Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.
Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):
Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.
Пример
Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.
Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.
Таблица 1
| Угол наклона крыши, в градусах | tg(a) | sin(a) |
| 5 | 0,09 | 0,09 |
| 10 | 0,18 | 0,17 |
| 15 | 0,27 | 0,26 |
| 20 | 0,36 | 0,34 |
| 25 | 0,47 | 0,42 |
| 30 | 0,58 | 0,50 |
| 35 | 0,70 | 0,57 |
| 40 | 0,84 | 0,64 |
| 45 | 1,00 | 0,71 |
| 50 | 1,19 | 0,77 |
| 55 | 1,43 | 0,82 |
| 60 | 1,73 | 0,87 |
| 65 | 2,14 | 0,91 |
| 70 | 2,75 | 0,94 |
| 75 | 3,73 | 0,96 |
| 80 | 5,67 | 0,98 |
| 85 | 11,43 | 0,99 |
| 90 | ∞ | 1 |
Для нашего примера:
- sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
- tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)
Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.
Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.
Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):
- S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м 2
Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:
- L к = W - 2 · MN = 9 м
Вычисляем площадь с учётом свесов:
- S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м 2
Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:
- S Σ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м 2
Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала
Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2-7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.
Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.
Варианты обустройства мансарды: 1-2. Двухскатная крыша классическая. 3. Крыша с переменным углом наклона. 4. Крыша с выносными консолями
Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.
Таблица 2
| Тип кровли | Диапазон допустимых углов монтажа, в градусах | Оптимальный наклон кровли, в градусах |
| Кровля из толя с посыпкой | 3-30 | 4-10 |
| Толевая кровля, двухслойная | 4-50 | 6-12 |
| Цинковая кровля с двойными стоячими фальцами (из цинковых лент) | 3-90 | 5-30 |
| Толевая кровля, простая | 8-15 | 10-12 |
| Пологая кровля, крытая кровельной сталью | 12-18 | 15 |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18-50 | 22-45 |
| Гонтовая кровля | 18-21 | 19-20 |
| Шпунтованная черепица, нормальная | 20-33 | 22 |
| Профнастил | 18-35 | 25 |
| Волнистый асбестоцементный лист | 5-90 | 30 |
| Искусственный шифер | 20-90 | 25-45 |
| Шиферная кровля, двухслойная | 25-90 | 30-50 |
| Шиферная кровля, нормальная | 30-90 | 45 |
| Стеклянная кровля | 30-45 | 33 |
| Черепица, двухслойная | 35-60 | 45 |
| Желобчатая голландская черепица | 40-60 | 45 |
Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32-56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.
Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона
Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.
Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.
Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.
Таблица 3
Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.
Таблица 4
Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.
Крыша дома должна быть надежной и красивой, а возможно это при правильном определении ее угла наклона для данного вида кровельного материала. Как рассчитать угол наклона крыши — в статье.
Назначение подкровельного пространства
Перед расчетом угла наклона крыши надо определиться с тем, как будет использоваться чердачное помещение. Если вы планируете сделать его жилым, угол наклона придется делать большим — чтобы помещение было просторнее, а потолки выше. Второй выход — делать ломанную, . Чаще всего такую крышу делают из двухскатной, но может она иметь и четыре ската. Просто во втором варианте очень уж сложной получается стропильная система и без опытного проектировщика просто не обойтись, а большинство предпочитает делать все самостоятельно, своими руками.
При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:
Это не значит, что крыши с малым уклоном лучше. Они обходятся по материалам дешевле — меньше площадь кровли, но имеют свои нюансы:
- Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
- Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
- При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.
Так что кровли с малым уклоном — тоже не подарок. Вывод: рассчитать угол наклона крыши надо так, чтобы найти компромисс между эстетической составляющей (дом должен смотреться гармонично), практической (при жилом подкровлельном пространстве) и материальной (расходы необходимо оптимизировать).
Угол наклона в зависимости от кровельного материала
Крыша на доме может иметь практически любой вид — может иметь низкие скаты, может — почти отвесные. Важно при этом правильно рассчитать ее параметры — сечение стропильных ног и шаг их установки. Если вы хотите уложить на крышу определенный вид кровельного материала, принимать во внимание надо такой показатель, как максимальный и минимальный угол наклона для данного материала.
Минимальные углы прописаны в ГОСТе (смотрите таблицу выше), но часто производители дают свои рекомендации, так что желательно определиться с конкретной маркой еще на стадии проектирования.
Чаще угол ската крыши часто определяют исходя из того, как сделаны они у соседей. С практической точки зрения это правильно — условия у близлежащих домов аналогичны, и, если соседские крыши стоят хорошо, не текут, можно взять за основу их параметры. Если же по соседству нет крыш с тем кровельным материалом, который вы планируете использовать, можно начать расчеты со средних значений. Они приведены в следующей таблице.
| Тип кровлеьного материала | Рекомендуемый угол наклона минимальный/максимальный | Какой наклон ската делают чаще всего |
|---|---|---|
| Кровля из толя с посыпкой | 3°/30° | 4°-10° |
| Двухслойная толевая | 4°/50° | 6°-12° |
| Цинковая с двойными стоячими фальцами | 3°/90° | 5°-30° |
| Шпунтованная черепица с 4-мя желобками | 18°/50° | 22°-45° |
| Голландская черепица | 40°/60° | 45° |
| Обычная керамическая черепица | 20°/33° | 22° |
| Профнастил и металлочерепица | 18°/35° | 25° |
| Асбоцементный шифер | 5°/90° | 30° |
| Искусственный шифер | 20°/90° | 25°-45° |
| Солома или камыш | 45°/80° | 60°-70° |
Как видите, в графе «как делают» в большинстве случаев есть солидный диапазон. Так что имеется возможность варьировать внешний вид здания даже с одинаковой крышей. Ведь кроме практической роли крыша еще и украшение. И при выборе угла ее наклона немаловажную роль играет эстетическая составляющая. Сделать это проще в программах, дающих возможность отобразить объект в объемном изображении. Если воспользоваться этой методикой, то рассчитать угол наклона крыши в данном случае — выбрать его из определенного диапазона.
Влияние климатических факторов
На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.
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.
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/м 2 . Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м 2 * 0,7 = 167 кг/м 2 . Это — только часть расчета угла наклона крыши.
Расчет ветровых нагрузок
Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.
Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:
- Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
- Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
- Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.
Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).
В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания (приведены в таблице). Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.
| Высота здания | Зона "А" | Зона "Б" | Зона "В" |
|---|---|---|---|
| менее 5 метров | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| от 5 м до 10 м | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| от 10 м до 20 м | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м 2 . В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м 2 * 0,5 = 16 кг/м 2 .
Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).
Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.
Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м 2 . Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.
