Калькулятор расчета двускатной крыши. Определяем оптимальный угол наклона крыши

Проекты возводимых загородных особняков могут учитывать множество требований, пожеланий и даже причуд или «капризов» их владельцев владельца. Но всегда их «роднит» общая особенность — без надежной крыши никогда не обходится ни одно их зданий. И в этом вопросе на первый план должны выходить не столько архитектурные изыски заказчика, сколько специфические требования к этому элементу строения. Это надежность и устойчивость всей стропильной системы и кровельного покрытия, полноценное выполнение крышей своего прямого предназначения - защиты от проникновения влаги (а в ряде случаев, кроме того, еще и термо- и звукоизоляции), при необходимости - функциональность расположенных непосредственно под кровлей помещений.

Проектирование конструкции крыши - дело чрезвычайно ответственное и достаточно непростое, особенно при сложных ее конфигурациях. Разумнее всего будет доверить это дело профессионалам, которое владеют методикой проведения необходимых расчетов и соответствующим программным обеспечение для этого. Однако, владельцу дома тоже могут быть интересны некоторые теоретические моменты. Например, немаловажно знать, как рассчитать угол наклона крыши самостоятельно, хотя бы приблизительно — для начала. Это даст возможность сразу прикинуть возможность реализации своих «авторских прикидок» — по соответствию задуманного реальным условиям региона, по «архитектуре» самой крыши, по планируемому кровельному материалу, по использованию чердачного помещения. В определенной степени рассчитанный угол ската кровли поможет провести предварительный подсчет параметров и количества пиломатериалов для стропильной системы, общей площади кровельного покрытия.

В каких величинах удобнее измерять угол ската крыши?

Казалось бы - совершенно излишний вопрос, так как все со школьной скамьи знают, что угол измеряется в градусах. Но ясность здесь все же нужна, потому что и в технической литературе, и в справочных таблицах, и в привычном обиходе некоторых опытных мастеров нередко встречаются и иные единицы измерения - проценты или же относительные соотношения сторон.

И еще одно необходимое уточнение — что принимается за угол наклона крыши?

Угол наклона - это угол, образованный пересечением двух плоскостей: горизонтальной и плоскостью ската кровли. На рисунке он показан буквой греческого алфавита α.

Интересующие нас острые углы (тупоугольных скатов не может быть просто по определению), лежит в диапазоне от 0 до 90°. Скаты круче 50 ÷ 60 ° в «чистом» виде встречаются чрезвычайно редко и то, как правило, для декоративного оформления крыш - при строительстве остроконечных башенок в готическом стиле. Однако есть и исключение - такими крутыми могут быть скаты нижнего ряда стропил крыши мансардного типа.

И все же чаще всего приходится иметь дело со скатами, лежащим в диапазоне от 0 до 45°

С градусами понятно - все, наверное, представляют транспортир с его делениями. А ка быть с другими единицами измерения?

Тоже ничего сложного.

Относительное соотношение сторон - это максимально упрощенная дробь, показывающая отношение высоты подъёма ската (на рисунке выше обозначена латинской Н) к проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (на схеме - L).

L - это может быть, в зависимости от конструкции крыши, половина пролета (при симметричной двускатной крыше), пролет полностью (если крыша односкатная), либо, при сложных конфигурациях кровли, действительно линейный участок, определяемый проведенной к горизонтальной плоскости проекцией. Например, на схеме мансардной крыши такой участок хорошо показан - по горизонтальной балке от самого угла до вертикальной стойки, проходящей от верхней точки нижнего стропила.

Угол уклона так и записывается, дробью, например «1: 3».

Однако, на практике нередко случается так, что использовать величину угла уклона в таком представлении будет чрезвычайно неудобен, если, скажем, числа в дроби получаются некруглые и несокращаемые. Например, мало что скажет неопытному строителю соотношение 3: 11. На этот случай есть возможность воспользоваться еще одной величиной измерения уклона крыши - процентами.

Находится эта величина чрезвычайно просто - необходимо просто найти результат деления уже упомянутой дроби, а затем умножить его на 100. Например, в приведенном выше примере 3: 11

3: 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %

Итак, получена величина уклона ската кровли, выраженная в процентах.

А что делать, если требуется перейти от градусов к процентам или наоборот?

Можно запомнить такое соотношение. 100 % — это угол 45 градусов, когда катеты прямоугольного треугольника равны между собой, то есть в нашем случае высота ската равна длине его горизонтальной проекции.

В таком случае, 45° / 100 = 0,45° = 27´. Один процент уклона равен 27 угловым минутам.

Если подойти с другой стороны, то 100 / 45° = 2,22 %. То есть получаем, что один градус - это 2, 22% уклона.

Для простоты перевода величин из одних в другие можно воспользоваться таблицей:

Для наглядности будет полезным привести графическую схему, которая очень доступно показывает взаимосвязь всех упомянутых линейных параметров с углом ската и величинами его измерения.

К этому рисунку еще предстоит вернуться, когда будут рассматриваться виды кровельных покрытий.

Зависимость типа кровельного покрытия от крутизны ската

Планируя постройку собственного дома, хозяин участка наверняка уже проводит «прикидку» и своей голове, и с членами семьи - как будет выглядеть их будущее жилье. Кровля в этом вопросе, безусловно, занимает одно из первостепенных значений. И вот здесь необходимо учитывать то, что далеко не всякий кровельный материал может использоваться на различных по крутизне скатах крыш. Чтобы не возникало недоразумений позднее, необходим заранее предусматривать эту взаимосвязь.

Крыши по углу наклона ската можно условно разделит на плоские (уклон до 5°), с малым уклоном (от 6 до 30°) и крутоуклонные, соответственно, с углом ската более 30°.

У каждого из типов крыш есть свои достоинства и недостатки. Например, плоские крыши имеют минимальную площадь, но потребуют особых мер гидроизоляции. На крутых крышах не задерживаются снежные массы, однако они больше подвержены ветровой нагрузке из-за своей «парусности». Так и кровельный материал - в силу собственных технологических или эксплуатационных особенностей имеет определенные ограничения на применения с разными уклонами скатов.

Обратимся к уже рассматриваемому ранее рисунку (схема A). Черными кружками с дугообразными стрелками и синими цифрами обозначены области применения различных кровельных покрытий (острие стрелки указывает на минимально допустимое значение крутизны ската):

1 - это дранка, щепа, натуральный гонт. В этой же области лежит и применение до сих пор используемых в южных краях камышовых кровель.

2 - натуральное штучное черепичное покрытие, битумно-полимерные плитки, сланцевые плитки.

3 - рулонные материалы на битумной основе, не менее четырёх слоев, с внешней гравийной посыпкой, утопленной в слой расплавленной мастики.

4 - аналогично пункту 3, но для надёжности кровли достаточно трех слоев рулонного материала.

5 - аналогичные вышеописанным рулонные материалы (не менее трех слоев), но без наружной защитной гравийной посыпки.

6 - рулонные кровельные материалы, наклеиваемые на горячую мастику не менее, чем в два слоя. Металлочерепица, профнастил.

7 - волнистые асбестоцементные листы (шифер) унифицированного профиля.

8 - черепичное глиняное покрытие.

9 - асбестоцементные листы усиленного профиля.

10 - кровельная листовая сталь с развальцовкой соединений.

11 - шиферное покрытие обычного профиля.

Таким образом, если есть желание покрыть крышу кровельным материалом определенного типа, угол уклона ската должен планироваться в указанных рамках.

Зависимость высоты конька от угла наклона крыши

Для тех читателей, которые хорошо помнят курс тригонометрии средней школы, этот раздел может показаться неинтересным. Они могут сразу его пропустить и перейти дальше. А вот подзабывшим это нужно освежить знания о взаимозависимости углов и сторон в прямоугольном треугольнике.

Для чего это надо? В рассматриваемом случае возведения крыши всегда в расчетах отталкиваются от прямоугольного треугольника. Два его катета - это длина проекции ската на горизонтальную плоскость (длина пролета, половины пролета и т.п. - в зависимости от типа крыши) и высота ската в высшей точке (на коньке или при переходе на верхние стропила - при расчете нижних стропил мансардной крыши). Понятно, что постоянная величина здесь одна - это длина пролета. А вот высоту можно изменять, варьируя угол наклона крыши.

В таблице приведены две основные зависимости, выраженные через тангенс и синус угла наклона ската. Существуют и иные зависимости (через косинус или котангенс) но в данном случае нам достаточно этих двух тригонометрических функций.

Зная эти тригонометрические тождества, можно решить практически все задачи по предварительному проектированию стропильной конструкции.

Так, если необходимо «плясать» от четко установленной высоты подъёма конька, то отношением tg α = H / L несложно будет определить угол.

По полученному делением числу в таблице тангенсов находят угол в градусах. Тригонометрические функции часто бывают заложены в инженерные калькуляторы, они есть в обязательном порядке в таблицах Exel (для тех, кто умеет работать с этим удобным приложением. Правда, там расчет ведется не в градусах, а в радианах). Но чтобы нашему читателю не приходилось отвлекаться на поиски нужных таблиц, приведем значение тангенсов в диапазоне от 1 до 80°.

В случае, наоборот, когда за основу берется угол наклона кровли, высота расположения конька определяется по обратной формуле:

Теперь, имея значения двух катетов и угла наклона кровли, очень просто вычислить и требуемую длину стропила от конька до карнизного свеса. Можно применить теорему Пифагора

S = √ (L² + H²)

Или же, что, наверное, проще, так как уже известна величина угла, применить тригонометрическую зависимость:

Значение синусов углов — в таблице ниже.

Умелое использование тригонометрических формул позволяет, при нормальном пространственном воображении и при умении выполнять несложные чертежи, провести расчеты и более сложным по конструкции крыш.

Например, даже кажущуюся такой «навороченной» вальмовую или мансардную крышу можно разбить на совокупности треугольников, а затем последовательно просчитать все необходимые размеры.

Зависимость размеров помещения мансарды от угла наклона скатов крыши

Если хозяевами будущего дома планируется использовать чердак в качестве функционального помещения, иначе говоря - сделать мансарду, то определение угла ската крыши приобретает вполне прикладное значение.

Чтобы стало несколько понятнее, лучше выполнить подобную схему в определенном масштабе. Вот, например, как будет выглядеть мансардное помещение в доме с шириной фронтонной части 10 метров. Следует учитывать, что высота потолка никак не может быть ниже 2 метров. (Откровенно говоря, и двух метров маловато для жилого помещения- потолок будет неизбежно «давить» на человека. Обычно исходят из высоты хотя-бы 2.5 метра).

Можно привести уже подсчитанные средние значения получаемой в мансарде комнаты, в зависимости от угла наклона обычной двускатной крыши. кроме того, в таблице приведены величины длины стропил и площади кровельного материала с учетом 0,5 метров карнизного свеса кровли.

Итак, чем круче наклон скатов, тем просторнее помещение. Однако, это сразу отзывается резким увеличением высоты стропильной конструкции, возрастанием размеров, а стало быть - и массы деталей для ее монтажа. Гораздо больше потребуется и кровельного материала - площадь покрытия также быстро растет. Плюс к этому, нельзя забывать и о возрастании эффекта «парусности» — большей подверженности ветровой нагрузке. Видам внешних нагрузок будет посвящена последняя глава настоящей публикации.

Чтобы в определенной степени нивелировать подобные негативные последствия, проектировщики и строители часто применяют особую конструкцию мансардной крыши - о ней уже упоминалось в настоящей статье. Она сложнее в расчетах и изготовлении, но дает существенный выигрыш в получаемой полезной площади мансардного помещения с уменьшением общей высоты здания.

Зависимость величины внешних нагрузок от угла наклона крыши

Еще одно важнейшее прикладное применение рассчитанного значения угла наклона кровли - это определение степени его влияния на уровень внешних нагрузок, выпадающих на конструкцию крыши.

Здесь прослеживается интересная взаимосвязь. Можно заранее рассчитать все параметры - углы и линейные размеры, но всегда в итоге приходят к деталировке. То есть необходимо определить, из какого материала будут изготавливаться детали и узлы стропильной системы, какова должна быть их площадь сечения, шаг расположения, максимальная длина между соседними точками опоры, способы крепления элементов между собой и к несущим стенам здания и многое другое.

Вот здесь на первый план выходят нагрузки, которые испытывает конструкция крыши. Помимо собственного веса, огромное значение имеют внешние воздействия. Если не брать в расчет несвойственные для наших краев сейсмические нагрузки, то главным образом надо сосредоточится на снеговой и ветровой. Величина обеих - напрямую связана с углом расположения кровли к горизонту.

Итак, трудно преуменьшить значение правильного расчета угла наклона крыши, влияние этого параметра на целый ряд важнейших характеристик стропильной системы, да и всего здания в целом. Хотя проведение настоящих архитектурных расчетов, конечно, является в большей мере прерогативой специалистов, умение ориентироваться в основных понятиях и проводить несложные базовые вычисления - будет очень полезным для каждого грамотного владельца дома.

И в завершение статьи - видео-урок по расчету стропильной системы обычной двускатной крыши:

Крыша – важная конструктивная часть дома, выполняющая ряд наиважнейших функций. Она защищает от атмосферных напастей и отводит осадки, обеспечивает изоляцию и вносит солидный вклад в формирование собственного стиля строения. Для того чтобы столь значимое сооружение на «отлично» справлялось с доверенной работой, необходимо досконально продумать проект и скрупулезно разобраться с размерами.

Тщательный разбор и расчет двухскатной крыши требуется и самостоятельным мастерам, и владельцам загородной собственности, прибегающим к услугам строительных организаций. Давайте разберемся, как это правильно сделать.

Крыша, напоминающая в разрезе перевернутую литеру V, неспроста лидирует в списке скатных конструкций. По простоте сооружения и экономичности у двухскатной крыши практически нет соперников. Столетиями проверяемые на практике заложены в основе возведения большинства кровельных сооружений.

Незатейливые скатные плоскости не требуют сложного раскроя покрытия и прочих материалов, результатом которого становится внушительное количество отходов. Не нужны специфические ухищрения для воплощения замысловатых конфигураций. Осадки не задерживаются на наклонных поверхностях, поэтому нет необходимости в усилении гидроизоляции. В итоге устройство двухскатной крыши зачастую обходится дешевле односкатной.

Крыша с двумя скатами может быть самостоятельным объектом или частью комплекса сооружений аналогичной или отличной формы. Самый простой вариант ее не имеет встроенных слуховых окон и навесов над входным крыльцом, т.е. нет дополнительных переломов, хребтов и сопутствующих им ендов.

Отсутствие выпуклых и вогнутых углов лишает мастера «наслаждения» помучиться с рядом затруднительных операций. Опять же хозяева не получат мнимого удовольствия от протечек, нередко появляющихся в стыках скатных элементов крыши.

В принципе, любителям причудливой архитектуры никто не мешает оснастить два ската многочисленными встроенными конструкциями. Правда есть ограничения по климатическим признакам: в областях с высоким объемом зимних осадков возведение крыш с многочисленными составляющими нежелательно. В сформированных излишествами разжелобках создаются благоприятные условия для накапливания снежных залежей. Счищать их придется резвее обычного, а лишнее усердие в сфере удаления снега может стать причиной повреждения покрытия со всеми вытекающими.

Однако приверженцам простых и ясных форм тоже не стоит расслабляться. Конфигурация крыши углом должна быть идеально подобрана и рассчитана, иначе не сможет безупречно выполнять доверенную работу.

Несмотря на обманчивую элементарность, в определении оптимальной формы конструкции есть подвохи. Преодолеть и обойти их невозможно без знания технологических тонкостей, ведь все параметры сооружения взаимосвязаны:

• Ширина двухскатной крыши зависит от габаритов коробки и вида покрытия, которое в свою очередь влияет на подбор крутизны скатов.
• Уклон крыши зависит от климатических особенностей района строительства и от типа кровельного материала.
• Совокупность перечисленных обстоятельств, ширины и уклона, определяет высоту конструкции, которая в итоге может не соответствовать архитектурным требованиям и эстетическим соображениям.

У безукоризненно спроектированной крыши все пропорции подобраны идеально. Ширина и высота ее определяют подъем и уклон, необходимый для отвода осадков в конкретной местности. Ниже нельзя по техническим причинам, выше дорого и неразумно, если этого не требует уникальная архитектура.

Заметьте, что вкупе с увеличением крутизны растет бюджет строительства. Согласно уклону подбирают кровельный материал. Ориентируясь на его вес и специфику, проектируют и рассчитывают стропильный каркас. Расчет стропильного каркаса производят с учетом перечисленных параметров и с учетом нагрузок, действующих извне на конструкцию.

Взаимозависимость пропорций крыши, сложности устройства стропильного каркаса и нюансов подбора покрытия заставляет определять наилучшую форму путем банального подбора. Если что-то не подходит, заменяют или укрепляют несущие конструкции. Благо, и ассортимент на строительном рынке сейчас предостаточный, и для усиления сооружения разработаны всевозможные способы.

Если пугают предстоящие вычисления и перетасовка данных, лучше прибегнуть к беспроигрышному решению – типовому проекту. Не зря же за рубежом все дома одного населенного пункта оснащают крышами равной высоты и покрывают равнозначным по цвету и характеристикам материалом. Типизация позволяет выдержать ландшафтную идентичность и сократить расходы на проектировку.

Однако даже типовое проектное решение – не панацея от технических бед и эстетических недочетов. Нельзя забывать об индивидуальных габаритах коробки, над которой планируется возвести крышу. Соотечественниками отрицается уравниловка в высоте и крутизне, потому нам все же желательно разобраться с пропорциями кровельного сооружения.

Пошаговое проведение расчетов

Конфигурацию и габариты любой скатной крыши задает стропильный каркас. На ребра стропильных ног укладываются скаты, образующие двухгранный угол. Сооружают стропильные системы из металлопроката и древесины, используют в строительстве конструкции индустриального изготовления и пиломатериалы.

Давайте рассмотрим варианты, доступные для приложения усилий самостоятельного мастера, т.е. построечный метод возведения каркаса крыши из пиломатериалов.

Этап #1 – выбор вида стропильной системы

Способ сооружения двухскатной крыши связан с размерами опосредованно, но без учета разницы в устройстве конструкций трудно будет разобраться с геометрическими параметрами.

В строительстве двухскатных крыш используются две традиционные технологии:

• Наслонная , согласно которой у верха и низа стропилин есть прочная точка опоры. Нижней опорой служат стены дома, оснащенные мауэрлатом. Верх наслонных стропильных ног опирается на прогонную балку, формирующую конек. Прогонную балку опираются на сооруженную специально для нее опорную систему, на внутреннюю стену или на каменные фронтоны коробки, возведенные до устройства крыши. Наслонный способ преимущественно используют при обустройстве крупных домов с внутренней несущей стеной или рядом колон.
• Висячая , согласно которой стропила верхами упираются лишь друг в дружку. Опорой для низа служат стены, как и в предыдущем случае. Висячие стропильные ноги формируют равносторонний треугольник, основание которого называется затяжкой. В совокупности такая система не создает распор, т.е. не передает распирающую нагрузку на стенки коробки. Стропильные треугольники устанавливаются либо в готовом к монтажу, т.е. собранном на земле виде, либо сооружаются из отдельных стропилин на месте. Отсутствие верхней опоры вносит коррективы в сферу использования: висячий метод применяется в обустройстве только небольших строений с малыми пролетами.

Схемы стропильных систем обоих типов включают минимум конструктивных элементов при перекрытии коробок шириной до 8-10м.

При обустройстве пролетов крупнее возникает опасность деформации стропильных ног. Чтобы исключить провисание и прогиб деревянных деталей из пиломатериалов, устанавливают укрепляющие элементы: подкосы, схватки, боковые прогоны и др.

Дополнительные детали обеспечивают жесткость и устойчивость крупного сооружения, но увеличивают нагрузку. Как определяется суммарная нагрузка и производится , мы уже разбирали.

Этап #2 – расчет ширины

Оба типа деревянных стропильных систем сооружаются по балкам перекрытия или по мауэрлату. От типа основы зависит, как вычисляется ширина крыши:

• При монтаже на балки перекрытия именно они формируют карнизный свес, т.е. определяют габариты крыши.
• При установке на мауэрлат ширина крыши определяется путем сложения трех величин. Суммировать нужно ширину коробки и две проекции ширины карнизного свеса. Однако в расчетах используется только несущая часть ширины крыши, равная ширине коробки.

Функцию мауэрлата в каркасных постройках выполняет верхняя обвязка, заодно соединяющая разрозненные элементы в единый каркас. В деревянном строительстве мауэрлатом служит верхний венец, сложенный брусом или бревном.

В случае применения «балочной» схемы устройства используются так называемые матицы – брусья или бревна, уложенные под верхним венцом стопы в качестве перекрытия.

Карнизные свесы крыш, установленных на мауэрлат, могут быть сформированы непосредственно стропильными ногами, пришитыми к ним кобылками или кирпичным выступом. Последний вариант, естественно, применяется при возведении кирпичных стен. Выбор ширины свеса продиктован типом кровельного покрытия и материалом, из которого сложены стены.

• Для шиферной кровли не более 10см;
• Для битумной черепицы в интервале 30-40см;
• Для металлочерепицы 40-50см;
• Для профлиста 50см;
• Для керамической черепицы 50-60см.

Стены из бревна и бруса требуют усиленной защиты от косых дождей, потому свесы над ними обычно увеличивают на 10-15см. При превышении предельного значения ширины свеса, рекомендованного производителем, необходимо предусмотреть мероприятия по его укреплению.

Возможна установка наружных подкосов на стены или опорных столбов, которые одновременно смогут играть роль конструктивных элементов террасы, крыльца, веранды.

Этап #3 – определение уклона

Углу наклона скатов дозволено варьировать в широчайших пределах, в среднем от 10º до 60º с допустимыми отклонениями в обе стороны. Традиционно обе плоскости двухскатной крыши имеют равные углы наклона.

Даже в несимметричных конструкциях для жилых домов их в основном располагают под равным углом, а эффекта асимметрии добиваются путем сооружения разно-размерных скатов. Чаще всего различия в уклоне основных частей крыши наблюдаются при строительстве дачных домиков и бытовых объектов.

На процедуру определения оптимальной крутизны двухскатной крыши существенное влияние оказывают три фактора:

• Тип покрытия вкупе с весом предназначенной для него обрешетки. Вид кровельного материала определяет технологию монтажа и способ устройства основания для его крепления. Чем плотнее получается кровля, тем меньшее значение может быть у уклона. Чем меньше нахлестов и стыков между элементами покрытия, тем ниже разрешено быть крыше. И наоборот.
• Вес кровли вместе с . Расположенное под углом к горизонту тяжелое покрытие давит на основание только своей проекцией. Короче, чем выше уклон, тем меньшая масса передается на перекрытие. Т.е. под тяжелую кровлю нужно строить крутую крышу.
• Климатическая специфика региона. Высокий уклон способствует быстрому отведению снега и воды, что крайне желательно в областях со значительным уровнем выпадения осадков. Однако высокие скаты очень чувствительны к воздействию ветров, стремящихся их опрокинуть. Потому в регионах с характерными сильными ветрами принято строить пологие конструкции, а в районах с изобильными осадками – крыши с высоким уклоном.

В нормативной документации, применяемой в расчетах углов для возведения двухскатных крыш, встречаются единицы, способные сбить с толку неопытных в кровельном деле домашних строителей. Самая простая величина выражена в безразмерных единицах, самая понятная – в градусах.

Вторая версия передает соотношение высоты крыши к половине ее ширины. Для ее определения проводится линия от центральной точки перекрытия к вершине кровельного треугольника. Реальную линию проводят на схеме дома, воображаемую на объекте. Обозначается величина или в процентах, или в виде математического отношения типа 1: 2,5… 1: 5 и др. В процентах мудренее и неудобней.

Этап #4 – определение высоты конька

У крыши с двумя скатами по желанию хозяина может быть или не быть чердак. В чердачных пространствах двухскатных крыш не положено устраивать полезные помещения. Для этого существует . Однако высота чердака, применяемого для обслуживания и осмотра крыш углом, не является произвольной.

Согласно предписаниям противопожарной службы от вершины до перекрытия должно быть не меньше 1,6м. Верхний предел продиктован эстетическими убеждениями проектировщиков. Они утверждают, что если высота крыши больше высоты короба, то она словно «давит» на постройку.

Высоту расположения коньковой вершины для устроенных по балкам висячих крыш легче всего определить чертежным методом:

• Чертим схему коробки дома в масштабе.
• Ищем середину верхнего перекрытия.
• От середины вверх прокладываем ось симметрии.
• В любую из сторон от середины откладываем половину ширины крыши – получаем крайнюю точку свеса.
• С помощью транспортира от крайней точки свеса вычерчиваем прямую под углом, рекомендованным производителем кровельного покрытия. Точка ее пересечения с осью будет вершиной крыши. Измерим расстояние от вершины до перекрытия, получим высоту.

Чтобы получить полную картину, на схеме нужно аналогичным способом вычертить второй скат. Параллельно линиям вычерченных скатов надо провести еще две линии на расстоянии, равном толщине стропильных ног в том же масштабе.

Если не устроит конфигурация крыши, можно «поиграть» с высотой на бумаге, изменяя положение точки вершины и уклон крыши в разумных пределах. Те же манипуляции можно провести в одной из чертежных программ.

При вычерчивании абриса крыши, сооружаемой по наслонной технологии, следует учитывать толщину прогонной балки. При внушительной мощности она несколько сдвинет положение скатов.

Народные умельцы считают, что расчеты элементов стропильной системы для строительства двухскатной крыши можно вообще свести к вычислению только сечения прогона. Это самый нагруженный элемент, все остальные имеют право быть тоньше. К примеру, если расчеты покажут, что для конькового прогона потребуется материал 100×150мм, то для стропилин, опор, подкосов достаточно доски 50×150мм.

Процесс поиска высоты конструкций со свесами, сформированными кобылками, немногим отличается от описанной методы. Просто угол уклона вычерчивается не от крайней точки свеса, а от нижнего узла крепления стропилины к мауэрлату. В любом случае вариации с крутизной и размерами запланированной к строительству двухскатной крыши лучше подобрать на «бумаге», чем на стройплощадке.

Этап #5 – расчет расхода материала

Нормальный хозяин загодя задумывается о бюджете строительства. Правда, в предварительной смете по определению будут неточности. Процесс возведения двухскатной крыши наложит свои коррективы на первоначальный расчет материала, но выяснить объем основных трат поможет.

Предварительная смета должна включать:

• Брус для устройства мауэрлата. В жилищном строительстве используют пиломатериал сечением от 100×150мм до 200×200мм. Метраж рассчитывается по периметру коробки с 5% запасом на обработку и соединения. Аналогичный материал приобретается для устройства лежня, если он запроектирован.
• Доска для изготовления стропилин. Чаще всего для изготовления стропильных ног используют материал сечением от 25×150мм до 100×150мм. Метраж определяется путем умножения длины внешнего ребра на количество. Материал приобретают с запасом 15-20%.
• Доска или брусок для выполнения подкосов, затяжек и опор сечением 50×100, 100×100мм в зависимости от проекта. Тоже нужен запас примерно 10%.
• Материал для устройства обрешетки. Расход его зависит от типа финишного покрытия. Обрешетку сооружают либо сплошной, если будет производиться , либо разреженной под профнастил, металлочерепицу, обычную черепицу, шифер и пр.
• Рулонная гидроизоляция, метраж которой определяет вид кровли и крутизна. Высокие крыши покрывают водоизоляционным ковром только вдоль свесов, конька и в выпуклых или вогнутых углах. Пологие покрывают сплошным ковром.
• Финишное покрытие. Его количество вычисляют, суммируя площади скатов. Если имеются врезанные слуховые окна, то их площади тоже подсчитывают. Только вычисляют как прямоугольник, а не по факту. Количество запаса для укладки рекомендовано производителями покрытия.
• Материал для обшивки фронтонов и свесов.
• Уголки, пластины, саморезы, скобы, гвозди. Нужны анкера и шпильки, их количество подскажет проект.

Еще потребуются фасонные элементы для обустройства сквозных проходов через крышу, ендов, свесов, конька. Представленный набросок сметы действителен для холодной конструкции. Для утепленной крыши надо будет приобрести утеплитель и пароизоляционную пленку, брусок для контрообрешетки и материал для обшивки крыши изнутри.

Мы подобрали для вас ряд видео роликов, в которых еще более подробно разбираются технологии строительства:

Все рассчитать перед строительством крыши углом – дело нужное и очень полезное. Несмотря на незамысловатость формы и простоту монтажа, в процессе расчетов и сооружения имеются технологические нюансы. Их учесть и правильно применить поможет предварительное проектирование и определение размеров.

От уклона строящейся крыши зависит, насколько прочна и надежна она будет. Расчет угла наклона крыши должен быть очень точен, ведь надежная защита от осадков и негативного воздействия окружающей среды очень важна.

Виды уклонов

В зависимости от материала, облицовки кровли, выбирается и угол наклона. Например двухслойная толевая конструкция может иметь уклон от четырех до тридцати градусов, но обычно ее делают 4-10°, пологие крыши, покрытые кровельной сталью должны иметь наклон 12-18° и обычно строится 15°. Угол наклона крыши шиферной 30-90°, средний наклон делается около 45°. Существуют таблицы, в которых указаны углы наклонов кровли для различных материалов. Минимальный уклон крыши делается в 3°, в таких случаях используется толь с посыпкой или кровля из цинковых лент.

Выберите 2 любых известных значения, введите их.
Остальные значения будут рассчитаны автоматически.

От чего зависит?

Любая качественная конструкция обеспечивает хороший отвод атмосферной воды, водонепроницаемой и обладать устойчивостью к пожарам. Она должна быть очень удобной для проведения ремонтных работ в период эксплуатации. От надежности зависит, сколько прослужит строение, и многие домовладельцы предпочитают покатые системы. У покатой конструкции множество преимуществ, но все равно следует производить расчет уклона кровли. Также популярны простые двускатные и односкатные крыши, мансардные или вальмовые.

Прежде чем приступить к работам по монтажу, производятся точные расчеты угла уклона. Например, покатые крыши должны иметь минимальный наклон, это обеспечит им хорошую герметичность и это не зависит от материала конструкции.

Полезная площадь мансарды в зависимости от угла наклона кровли

При выборе данного показателя, необходимо учитывать ветреность и осадки на местности. В ветреную погоду правильная система оказывает сопротивление порывам ветра при большом уклоне, но большой угол опасен для системы. Если показатель увеличивается, например, с 11 до 45 градусов, то ветровые нагрузки возрастут в пять раз. Если скат будет очень маленьким, то при сильных порывах ветра, кровлю срывает.

Снежный покров легче сходит изделий с большим наклоном, при 45 градусах будет обеспечено полное скатывание снежных масс. Чтобы под стыки кровли ветер не загонял воду, лучше сделать больший наклон.

Рассчитывая показатель, следует учитывать ветреность в районе. Если присутствуют сильные порывы ветра, то рекомендуется наклонять кровлю на 15-20 градусов, в местности с нормальными показателями – 35-40 градусов. Для каждого строения производятся индивидуальные расчеты, зависящие как от погоды в регионе, так и от конструкции здания.

Чтобы сделать правильный расчет нужно научиться пользоваться математической таблицей Брадиса.

Пример расчетов

Показатель предполагаемой нагрузки, влияющий на показатель, можно определить, учитывая предполагаемые нагрузки, которые рассчитываются, принимая во внимание снеговые нагрузки и вес конструкции. Показатели всех слоев 1м 2 кровельного пирога складываются и умножаются на 1,1.

Для расчетов требуется знать толщину обрешетки и утеплителя. Например толщина досок обрешетки 25 мм, а 1 м 2 весит 15 кг. Толщина утеплителя 100 мм, а вес составляет 10 кг/м 2 . В качестве материала возьмем ондулин, имеющий вес 3 кг/м 2 . Итак, получается 10+15+3х1,1=30,8 кг.

Важным этапом проектирования строительства домов является расчет крыши и выбор материала покрытия. Основной параметр, влияющий на функциональность кровли и целостность всего сооружения – угол наклона ската. Причем имеется взаимосвязь между характеристиками материала кровли и этой величины.

Что такое крыша и кровля?

Конструкция здания немыслима без возведения крыши. Она состоит из стропил и кровли. Стропильная система выполняет несущую функцию, а кровля играет роль ограждения и придает привлекательность зданию. Кровля – верхний элемент крыши, который воспринимает воздействие внешних факторов.

Требования, предъявляемые к крыше

Крыша – важная деталь, поэтому конструкция должна обладать следующими характеристиками:

• Уровень прочности, устойчивость к нагрузкам, которые возникают вследствие воздействия атмосферных явлений и под влиянием других факторов.
• Устойчивость к постоянным колебаниям температурного режима и влиянию ультрафиолета.
• Водоотталкивающие свойства. Для снижения влияния атмосферной влаги применяются технические способы защиты от воздействия воды: сооружается водоотвод и предусматривается наклон конструкции кровли. Значение имеет пористость кровельных материалов. Материалы, обладающие высокой пористостью, имеют лучшие показатели гидроизоляционных свойств. С уменьшением пористости снижаются эксплуатационные характеристики кровельного материала, что случае промерзания станет причиной разрушения.
• Долговечность конструкции. Минимальный срок службы, в случае правильного монтажа и нормальной эксплуатации, составляет до 30 лет.
• Привлекательный вид. Гармоничное сочетание всех элементов дома, соответствие архитектурному стилю.
• Безопасность материалов в экологическом плане.
• Способность сохранять первоначальный вид и цвет при воздействии солнечных лучей.

Классификация конструкций крыши

Конструкции крыш отличаются разнообразием, что влияет на расчет угла наклона конструкции. Планировка дома и принятое архитектурное решение определяют форму крыши.

Односкатная. Простейший вариант конструкции. Стропила и ферма опираются на несущие стены, расположенные в разных уровнях. Она применяется при сооружении пристроек к дому и строений хозяйственного назначения, надежна и экономична.

Двускатная. Подобное сооружение – классическое решение при строительстве крыш. Опора на стены, несущие нагрузки. В торце крыша образует треугольник, поэтому второе название – щипцовая.

Шатровая. Представляет собой четыре ската, представляющие равные треугольники со сходящимися в одной точке вершинами. Такой крышей покрывают строения с квадратной формой или представляющей собой многоугольник.

Куполообразная. Подобная крыша выглядит как шар, который разрезали пополам. Эта полусфера имеет цилиндрическую опору. Четыре арочных свода составляют купол.

Вальмовая. Два трапецеидальных и два треугольных ската в торцах составляют конструкцию крыши.

Полувальмовая. Два треугольника со срезанными над торцами вершинами.

Складчатая. Трапецеидальные элементы со складчатым соединением.

Сводчатая. Дугообразная, представляющая собой разрезанный пополам цилиндр. Этот вариант конструкции – альтернатива плоской крыши.

Многощипцовая. Сложное конструктивное решение крыши, которое характеризуется сочетанием нескольких видов сооружений.

Факторы, влияющие на угол наклона крыши

При расчете угла наклона крыши важен материал покрытия и условия эксплуатации здания.

Устройство кровли невозможно без определения материала покрытия и вычисления угла наклона. Эти два параметра связаны друг с другом. Угол определяют с использованием строительных матриц и графиков.

Возможно вычисление этого параметра с применением школьного угольника.

При определении угла наклона при строительстве крыши с одним скатом, учитывают влияние:

• свойств материала кровельного покрытия;
• климат;
• эксплуатационные особенности сооружения.

При устройстве крыши с несколькими скатами учитываются перечисленные выше факторы и район строительной площадки. Принимается во внимание и функциональное назначение чердака. Если его не планируют как жилое помещение, то высоту потолка не нужно увеличивать. В случае обустройства мансарды надо учитывать это обстоятельство при проектировании крыши, обеспечив нужный угол наклона.

В местности, где преобладают ветра, сооружают крышу с минимальным наклоном. Это мероприятие позволит снизить нагрузку на верхний элемент здания. При этом не желательно совсем отказываться от уклона. Такая конструкция допускается, если в регионе преобладают солнечные дни с минимальным количеством осадков.

Высокая крыша способна сопротивляться потоку ветра больше, чем низкая. С другой стороны малый угол наклона часто становится причиной срывания ветром кровельного покрытия. Таким образом, опасность повреждения крыши остается и при большом угле наклона крыши, и при его незначительной величине.

• в случае умеренной ветровой нагрузки – 35-40 градусов;
• при наличии сильных порывов ветра – 15-25 градусов.

Если в местности эксплуатации здания преобладают осадки, то допускается увеличение угла наклона до значения в 60 градусов. Такое решение позволит обеспечить беспрепятственный сход снега и воды с крыши.

Учитывая описанные обстоятельства, диапазон значения угла наклона кровли находится в пределах 9-60 градусов. При проведении расчетов при проектировании здания он сужается до 20-45 градусов. Это связано с тем, что при таком значении угла наклона имеется возможность использования любого кровельного материала.

В случае применения рулонных материалов, величина угла меняется следующим образом:

• укладка в два слоя требует создание наклона, не превышающего 15 градусов;
• при трехслойной укладке – 2-5 градусов.

Шифер применяют при уклоне до 28%.

Использование черепицы возможно при значении уклона не менее 33%.

Покрытие из стали применяется при устройстве крыши с уклоном не более 29%.

Величина наклона ската влияет на потребность в материале кровли. С ее увеличением расход увеличивается.

Таким образом, плоская крыша дешевле, чем при сооружении уклона в 45 градусов.

Кровля из металлочерепицы

Больший вес маталлочерепицы по сравнению с другими кровельными материалами обуславливает необходимость при проектировании предусматривать минимально возможный угол наклона кровли.
При ведении строительства в ветреной местности, принимают во внимание негативное воздействие увеличения ветровой нагрузки на конструкцию крыши в целом. Превышение величины угла наклона конструкции может стать причиной возникновения явления “вздутия” кровли, что приводит к росту величины действующих нагрузок. Если оно носит постоянный характер, то приводит к деформации и разрушению конструктивных элементов крыши.

Из данных, полученных эмпирическим путем, видно, что минимально допустимое значение – 22 градуса. Эта величина оптимальна для сохранения эксплуатационных свойств конструкции и не допускает скапливания осадков.

Если существует необходимость создания пологой крыши, то минимальное значение наклона не должно быть менее 14 градусов. При использовании черепицы из мягких материалов, которая монтируется на обрешетку, угол уменьшается до 11 градусов.

Кровля из профнастила

Профнастил относится к популярным кровельным материалам. Он легкий массой, уложить его не сложно и отличается быстрым монтажом.

Сооружение кровли из этого материала происходит с учетом, что минимально допустимый угол наклона находится около 12 градусов. Точные рекомендации дает производитель в сопроводительной документации.

Кровля из рулонных «мягких» материалов

Мягкие покрытия на строительном рынке представлены рубероидом, ондулином, полимерными материалами.
В зависимости от числа слоев покрытия наклон конструкции крыши может составлять 2-15 градусов. С ростом толщины покрытия величина угла снижается. Полимерные покрытия позволяют создавать кровлю сложной конфигурации с малым уклоном, составляющим 2-5 градусов.

При определении значения угла наклона крыши учтите, что она должна обладать прочностью, обеспечивающей целостность конструкции при постоянной и кратковременной нагрузке: выдерживать массу всей крыши и вес атмосферных осадков.

Как рассчитать угол наклона кровли?

Для определения угла ската крыши пользуются тригонометрическими функциями или прибегают к использованию уклономера – прибора, определяющего искомую величину. Значение угла выражается в градусах или процентах.

Математический метод состоит в вычислении сторон прямоугольного треугольника. Гипотенуза – это длина линии ската. Противолежащий катет представляет собой длину отрезка от перекрытия до вершины.

Прилежащий катет равен расстоянию от средней части перекрытия до карнизного свеса.

Если вычислить две стороны прямоугольного треугольника, можно получить значение угла наклона крыши. По одной из тригонометрических функций без труда определяется требуемое значение угла.

При использовании другого метода определяют соотношение высоты перекрытия к половине его ширины. Величина выражается в процентах, поэтому результат деления указанных величин умножают на 100. После этого величина определяется из специальной таблицы.

При устройстве подобных конструкций уделите должное внимание водостоку. В случае организации внутренней системы сбора воды предусматривается создание уклона крыши по направлению к приемным воронкам. Если используется наружный водосбор, то уклон направляется к желобам.

Крышу, угол наклона которой не превышает 10 градусов, согласно рекомендациям специалистов, следует выполнять при помощи мембранного покрытия. Это даст возможность создания надежной защиты от проникновения воды.

Обязательно выполнить вентиляцию в подкровельном пространстве. Это требование касается всех скатов. Причем с уменьшением угла наклона зазор для вентиляции увеличивают.

При выборе битумной черепицы и величине уклона меньше 6 градусов, гидроизоляция сооружается из полимерных материалов.

Мы тоже любим смотреть на Луну, но предпочитаем любоваться ею сидя на лавочке, но никак не через дыры в кровле.

Крыша это один из самых ответственных этапов строительства вашего дома, а угол наклона кровли - фактор, от которого зависит многое.

Грамотно выбранный угол продлит «жизнь» вашей крыши, защитит от природных катаклизмов, придаст вашему дому эстетичный и завершенный вид.

Угол наклона крыши - это острый угол, образуемый потолочным перекрытием и стропилами. Проще говоря, это угол ската крыши по отношению к горизонту.

От чего зависит угол наклона двухскатной крыши

Для того, чтобы правильно вычислить угол наклона вашей двухскатной крыши, вам необходимо обратить внимание на несколько важных моментов . Это:

1. Ветровые нагрузки ;
2. Снеговые нагрузки ;
3. Организация подкрышного пространства ;
4. Вид кровельного материала .

Рассмотрим каждый пункт более подробно .

Ветровые нагрузки

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

Снеговые нагрузки

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.

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 .

Организация подкрышного пространства

Если географическое положение вам позволяет сэкономить на материалах и сделать плоскую крышу (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 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 ).

Вид кровельного материала

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

1. Шифер - не менее 22° . Если сделать его меньше, вода будет попадать в зазоры;
2. Металлочерепица - не менее 14° . Со слишком пологого ската ветер может сорвать листы;
3. Профнастил - не менее 12° . Материал прилегает к стропильной системе плотнее, чем металлочерепица, поэтому угол можно уменьшить;
4. Битумная черепица - до 15° . Если сделать угол больше, то черепица, приклеенная на мастику, может в жаркие дни отставать от кровли и сползать вниз. Мне этот довод кажется надуманным, ведь такую черепицу еще крепят к обрешетке кровельными гвоздями;
5. Рулонные кровельные материалы , изготовленные на основе того же битума. Угол их укладки может варьироваться от 3° до 25° - все зависит от количества слоев. Чем больше слоев, тем на более пологую крышу их можно класть.

Как рассчитать угол крыши

1 способ

Если вы не хотите морочить голову расчетами, то можете принять соотношение :
Нк = Lосн/3 , где
Hк - высота конька, м
Lосн - 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.

2 способ

С его помощью можно:

Все факторы, о которых мы упоминали в нашей статье, желательно принять во внимание . Конечно же, вы можете сделать крышу сообразно своим представлениям и пожеланиям.