Расчет наклона крыши - сможет сделать каждый

В этом материале много технической информации. Если Вам нужно выполнить расчет наклона крыши, здесь находится все, чтобы понять, как это делается. Если Вы самостоятельно строите дом, найдите человека, который проверит Ваши расчеты. Отнеситесь ответственно к этому разделу, здесь собраны данные, которые помогут сделать крышу прочной и надежной.

Если крыша, которую Вы проектируете, имеет сложную конфигурацию, без толковых инженеров не обойтись. Если конструкция крыши более простая, даже без строительного образования, следуя нашим инструкциям, можно выполнить расчет наклона крыши.

Помните, что расчет наклона крыши – это не единственный расчет, который необходимо провести, проектируя крышу. Возможно, Вам понадобиться сортамент уголков равнополочных, чтобы закрепить стропила.

В проектировании крыши также нужно учитывать снеговую и ветровую нагрузку, которая будет меняться в зависимости от места проживания. Здесь для получения данных необходимо знать угол наклона крыши.

Некоторые моменты специально упрощены, чтобы не усложнять Вам жизнь, однако то, что приведено в расчетах – обязательно нужно выполнить. В результате Вы сможете предварительно узнать угол наклона крыши и все необходимые размеры для проектирования.

Величины измерения угла наклона крыши

Вы можете сказать, что здесь нет ничего сложного, ведь угол наклона измеряется в градусах, и будете правы, но всего лишь отчасти. В строительных нормативных документах, а иногда и в проектных чертежах угол наклона может измеряться в процентах или в соотношении сторон. Чтобы понимать все эти данные, сначала необходимо понять, что подразумевается, под углом наклона крыши.

Угол наклона кровли (α) – это угол, который образуют две плоскости: горизонтальная плоскость (L) и плоскость ската. Для определения угла наклона кровли нам понадобиться высота от пола чердака до конька (H). Эти данные часто меняются на стадии проектирования, если необходимо корректировать либо угол наклона кровли, либо высоту чердака.

Угол наклона крыши может быть исключительно острым, то есть в диапазоне от 0º до 90º. Тупой уголь в уклоне крыши не может быть по определению. На практике уклоны больше 50º встречаются крайне редко. Такие уклоны могут быть на нижних стропилах крыши мансардного типа.

Если уклон показывается в виде соотношения, например 1 : 3, то эту надпись следует читать, как обычную дробь, которая означает соотношение высоты подъема ската (H) до проекции ската крыши на горизонтальную плоскость (L).

Сложность такого исчисления заключается в том, что соотношения иногда могут быть не простыми, например 3 : 13. Такую запись тяжело перенести на строительный объект, поэтому чаще всего используют обозначение уклона в процентах.

Определение уклона в процентах простое, берем наше сложное соотношение 3 : 13 и выполняем деление. Три поделить на тринадцать будет, примерно 0,23. Теперь данное число надо умножить на 100, и мы получим уклон крыши 23%.

3 : 13 х 100 = 23%

Достаточно легко уклон крыши можно перевести от процентов к градусам и наоборот. Для проведения таких расчетов важно запомнить, что уклон в 100% - это угол в 45º при условии, что высота ската (H) и длина его проекции на горизонтальную плоскость (L) равны между собой. Теперь осталось сделать небольшой расчет.

45º/100=0,45º=27' – получается, что 1% уклона соответствует показателю в ноль градусов и 27 минут. А вот если

100/45º=2,22% – один градус уклона равняется показателю в 2,22%.

Основные данные по преобразованию углов наклона в разные единицы сведены в таблицу.

Кровельный материал для разного наклона крыши

Ниже представлен чертеж-схема, который наглядно показывает взаимосвязь всех уклонов. На картинке указаны цифры в кружочках – это рекомендуемые типы материалов для кровли с соответствующим уклоном. Детальная расшифровка находится под картинкой.

Здесь не учитывается материал стен, это может быть кирпич облицовочный одинарный или газобетон. Материал кровли зависит только от уклона и прочности несущих конструкций.

1 – редко используемые покрытия из дранки, натурального гонта и прочие подобные материалы.

2 – покрытия из черепицы, разные битумно-полимерные и сланцевые плитки.

3 – популярные рулонные материалы, мягкие кровли, которые укладываются в несколько слоев методом наплавления. Верхний слой таких материалов всегда имеет защитную посыпку. Для обеспечения надежности кровли используют не менее четырех слоев.

4 – все то же самое, что и в пункте «три», но с меньшим количеством слоев рулонного материала. Не меньше трех слоев.

5 – все то ж самое, что и в пунктах «три» и «четыре», но допускается использование без верхнего защитного слоя.

6 – мягкие кровли с рулонного материала в два слоя. В эту категорию также входит металлочерепица и профнастил.

7 – унифицированные асбестоцементные листы.

8 – глиняная черепица.

9 – асбестоцементные материалы с усилением.

10 – кровельная листовая сталь

11 - популярные в прошлом, асбестоцементные листы, он же шифер самого обычного и стандартного профиля

Диаграмма распределения крыш по крутизне ската

Как показывает диаграмма, крыши можно поделить на три типа. Это плоские крыши с уклоном до 5º, крыши с небольшим уклоном от 6º до 30º и крутоуклонные крыши с уклоном больше 30º. В зависимости от используемого материала, уклон для крыши допускается разный. Для того чтобы обеспечить надежность конструкций, необходимо провести расчет наклона крыши и только после этого выбирать подходящий материал для несущих стропил и покрытия кровли.

У каждого типа кровли есть свои положительные и негативные стороны. Крыши с большим уклоном обычно строят на территории, где зимой преобладает большое количество снежных масс. Крутой скат крыши обеспечивает быстрое сползание снега, который не будет задерживаться, превращаться в лед и добавлять большую нагрузку на стропильную систему. В то же время, такие крыши из-за своей конструкции воспринимают большое ветровое давление и это также необходимо учитывать.

Расчет наклона крыши. Высота конька

Чтобы правильно выполнить расчет наклона крыши и определить соответствующую высоту конька, необходимо вспомнить геометрию. Исходные данные необходимо тщательно замерить, в качестве используемой величины надо узнать длину пролета, между стенами.

Задание на расчет наклона крыши сложное и здесь необходимо вспомнить не только геометрию, но обратиться к некоторым пособиям (часть из них приведена в таблицах в этой статье). Это задание на проектирование инженерных сетей имеет более вольную форму, а крыша требует ответственности и точности.

• H – высота конька;
• L – половина длины пролета, если крыша не двускатная, а односкатная, то L – это полная длина пролета;
• S – длина ската крыши;
• α – угол, который образуют две плоскости (S и L)

Как видно на картинке, рассматриваемые нами элементы крыши являются прямоугольным треугольником, для которого характерны следующие зависимости:

tg α = H/L =>>> H = L x tg α
sin α = H/S =>>> S = H/sin α

Если Вы хорошо усвоите эти две зависимости и вытекающие отсюда производные, Вы сможете решить практически любую задачу по расчету наклона крыши.

Высоту конька (H) и длину пролета (L), Вы найдете без труда, а вот значения tg α и sin α легко можно определить по таблице. Например, при H= 3,0 метра и L=4,5 метра, находим tg α:

tg α = H/L = 3,0/4,5 ≈ 0,66

Находим в таблице похожее значение. Это будет 0,67451 tg (34º). Итого, крыши при заданных параметрах будет установлена под углом 34º.

Для того чтобы посчитать длину наклонного стропила (S), можно обратиться к теореме Пифагора или же использовать уже найденный угол наклона крыши.

Учитывая уже имеющийся угол, который мы посчитали раньше, легче использовать вторую формулу. Если Вы хотите проверить себя, можете посчитать длину наклонного стропила по первой формуле и сравнить результаты. Значения sin α приведены в таблице ниже.

Приведенные выше формулы можно применить для расчета наклона крыши вальмового типа. Здесь понадобиться немного пространственного воображения, чтобы разбить всю конструкцию крыши на простые треугольники. Ниже приводится наглядная схема, по которой делается расчет вальмовой крыши.

• α – угол наклона вальмы;
• β – угол наклона ската трапецевидной формы;
• СМ – высотка конька крыши;
• АС, ВС – диагональные стропила;
• L_дтс – длина торцевой стены дома;
• L_дс – длина стены дома;
• L_AC, L_BC – длина диагональных стропил;
• L_к – длина конька;
• H_к=L_птсх tg β;
• L_c= H_к/sin β;
• L_птс – половина длины торцевой стены дома;
• Н_к – высота конька;
• tg β, sin β – тангенс и синус угла наклона ската трапецевидной формы;
• L_c – длина стропил скатов трапецевидной формы.

Габариты мансарды и угол наклона крыши

Если Вы планируете использовать чердачное помещение в качестве мансарды, то расчет наклона крыши имеет первостепенное значение, поскольку влияет на полезную площадь, которую можно будет использовать в помещении. Схема проста: чем больше угол наклона крыши, тем больше внутри свободного пространства.

Более наглядно данную зависимость показывает схема, выполненная в масштабе. Обратите внимание, что высота потолка никак не может быть ниже 2,0 метра. Доказано многими застройками, что уменьшение этого размера делает помещение некомфортным и давящим на человека. В жилых помещениях используют высоту до потолка не ниже 2,5 метров.

Существуют стандартные размеры, которые применяются во многих застройках и вполне отвечают требованиям комфорта. В таблице приведены углы наклона крыши, высота конька, длина ската, полезная площадь мансарды и площадь кровельного покрытия.

Вывод простой. Чем больше уклон крыши, тем больше полезная площадь мансарды, длиннее наклонные стропила и больше площадь, которую нужно покрыть кровельным материалом. Связь пропорциональна.

Также для правильного расчета наклона крыши необходимо учитывать соответствующие снеговые и ветровые нагрузки. Подбираются они в зависимости от расположения объекта согласно рекомендациям, которые изложены в ДБН В.1.2-2: 2006 «Нагрузки и воздействия». Это отдельная сложная тема, которую мы разберем в следующих статьях на нашем сайте.