Высота вальмовой крыши по отношению к дому

Способы проведения расчётов вальмовой крыши

Конструкция вальмовой кровли необычна. Сегодня её часто используют в частном домостроении. И причина не только в форме. Под кровлей легко можно расположить помещение, неплохо сэкономив на строительстве нового жилого пространства. Главное – правильно провести теплоизоляционные мероприятия. Но необходимо обозначить, что кровля этого типа – сооружение непростое. Поэтому важно точно провести расчёт вальмовой крыши, учитывая большое количество различных нюансов. Даже небольшие неточности могут понизить надёжность конструкции.

Устройство кровли

Относится вальмовая кровля к категории четырёхскатных крыш. Два противоположных ската у неё – это трапеции, два – треугольники. Стыкуются они между собой так называемыми угловыми стропилами, которые создают границы между скатами. Это несущие элементы вальмовой кровли, от сечения которых зависит несущая способность конструкции в целом.

Кроме угловых стропил в плане несущих конструкций, в вальмовой крыше есть и другие элементы:

  • коньковый брус, который является опорой для основного количества стропил;
  • стропильные ноги центральные, они опираются на мауэрлат крова одним концом, другим на конёк, располагаются в плоскости трапециевидного ската;
  • стропила вальмовые, формируют вальмовые скаты, упираются верхними концами на угловые стропила.

Плюсы и минусы вальмовой крыши

Прежде чем начать любое строительство каждый захочет познакомиться с особенностями сооружаемой конструкции.

К основным преимуществам вальмовой крыши специалисты относят следующее:

  • в конструкции отсутствуют вертикальные стороны. Такая особенность позволяет более надёжно противостоять давлению воздушных масс. Поэтому, если в вашей местности преобладают сильные ветра, то вальмовая крыша – это то, что вам нужно;
  • сама конструкции стропильной системы делает кровлю довольно прочной и мало подверженной деформации. Но такое будет истинным, если расчёт вальмовой крыши сделан правильно;
  • наличие четырёх скатов делает возможность создавать свесы по всему периметру дома, что позволяет более надёжно защитить стены от воздействий атмосферных осадков;
  • обладает привлекательным внешним видом.

Последнее обстоятельство может существенно помочь, если Вы решили встроить мансардный этаж в уже эксплуатируемое здание. В этом случае вальмовая крыша зрительно уменьшит высоту дома, что улучшит его эстетический вид.

Но и такая конструкции не лишена своих недостатков. В первую очередь, как уже говорилось выше, это довольно сложное устройство. Возвести такой кров, может быть под силу только при наличии определенных навыков. К тому же большое количество материалов увеличивает стоимость строительства объекта.

Еще одним недостатком вальмовой крыши является то, что скаты по всему периметру дома будут отнимать много свободного пространства. Такое обстоятельство может помешать постройки большой комнаты на мансардном этаже.

Следует помнить! Вальмовая крыша – это довольно распространенный вариант. Ее часто используют при желании иметь мансардный этаж или в местах с большими ветровыми нагрузками. Такой вариант кровли является прочной конструкцией, способной выдержать существенные атмосферные воздействия. Но решив его выбрать, необходимо приготовится к некоторым трудностям. Во-первых, вальмовая крыша довольно сложна. Во-вторых, вы должны быть готовы к большим расходам. Но самое главное – это сделать правильный расчет вальмовой крыши.

Угол наклона скатов

Это один из самых важных показателей, который рассчитывается в первую очередь. Всё зависит от типа кровельного материала, запланированного по проекту к покрытию кровельной конструкции. Потому что не все материалы для кровель могут выдерживать требуемые нагрузки от атмосферных осадков без учёта угла наклона ската.

Вот несколько соотношений:

  • угол наклона скатов при укладке на них профнастила не должен быть меньше 12°;
  • при монтаже металлочерепицы – 14°;
  • шифера – 22°;
  • битумной черепицы — 11°;
  • ондулина — 6°;
  • рулонных кровельных материалов – 3–5°.

Обратите внимание! Количество используемого материала для покрытия крыши зависит именно он наклона скатов. Чем круче конструкция, тем больше расходов. При этом увеличивается не только количество кровельного материала, но и элементов обрешётки, длина стропильных ног, количество утеплителя и защитных полимерных плёнок.

Поэтому производя расчёт вальмовой крыши, необходимо определиться с количеством используемых стройматериалов. Для этого придётся рассчитать площадь кровли.

Площадь кровельных скатов

Здесь всё достаточно просто потому что форма скатов – это геометрические фигуры, площади которых известны.

Площадь трапеции: S=(a+b)h/2, где «a» — длина конькового бруса, «b» — длина карниза, «h» — высота ската, то есть расстояние от конька до карниза по прямой.

Площадь треугольника: S=hb/2, где «h» — высота, то есть расстояния от карниза до торца конька, «b» — это длина карниза вальмового ската.

Подставляя в формулы значения размеров крова, определяется фактическая площадь скатов. А так как скатных конструкций по две, то их значения умножаются на «2». Затем оба полученных результата суммируются. Это и будет общая площадь вальмовой кровли.

Либо просто заполните поля предложенного ниже онлайн-калькулятора система сделает все расчёты площади вальмовой крыши за вас.

Чтобы получить количество требуемого кровельного материала, рассчитывается площадь одного элемента покрытия крыши. После чего общую площадь делят на этот показатель. Это и есть требуемое количество. Но так как вальмовая крыша сооружается в виде трапеции и треугольников, то некоторую часть кровельного материала придётся подрезать под форму и размеры рёбер. А значит, на выходе получится достаточно большой объём отходов. Чтобы их скомпенсировать, придётся приобрести материала больше на 10–20%.

Расчёт элементов вальмовой крыши

Если угол наклона скатов известен, известны размеры постройки, то можно легко определить длину стропил. К примеру, расчёт стропил трапециевидного ската. Вводные данные:

  • угол наклона 30°;
  • ширина дома – 6 м.

В сечении центральные стропила являются гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором нижний катет – это ширина строения, боковой – высота крыши от основания до конька. Первое значение задано. Чтобы рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги), надо длину нижнего катета разделить на sin30°. А числовое значение равно – 0,5. Если подставить все значения в формулу, то получится следующее:

L=b/sin30°=6 /0,5=12 м. Это и есть длина центральных стропил вальмовой крыши при угле наклона в 30°.

Размер длины угловых стропильных ног зависит от высоты крова и расстояние от угла дома до проекции конца конькового прогона на основание (перекрытие). Зависит последний параметр от длины самого конькового бруса. Чем он больше, тем меньше этот размер. И наоборот. Сам расчёт производится по той же формуле, что и центральные ноги.

Определившись с длиною угловых стропил, можно рассчитать длину вальмовых ног. Единственный момент – это тот факт, что стропила вальмового ската не имеют одинаковую длину. Они опираются по угловые ноги, которые сами располагаются под наклоном. И чем ближе к коньку, тем длиннее стропила вальмы. Поэтому каждый элемент придётся подсчитывать по отдельности.

Расчёт стропильной системы

Стропильная система – основа кровли. Поэтому к её расчёту надо подходить с особым вниманием. Основной показатель, кроме ранее рассчитанной длины стропильных ног, шаг установки, то есть расстояние между элементами. Обычно этот параметр варьируется в диапазоне 60–100 см. Поэтому расчёт стропильной системы вальмовой крыши начинается с приблизительного выбора шага установки.

Покажем это на примере. Выбирается шаг монтажа, равный 80 см. Если длина конькового прогона равна 12 м, то количество стропильных ног рассчитывается так:

12:0,8+1= 16 штук. Единица – это ещё одна стропильная нога, которая устанавливается с одного края, завершая систему. Теперь надо довести шаг установки до фактического параметра: 12_16=0,75 м или 75 см.

Расчёт угла наклона

Необходимо добавить, что угол наклона учитывается не только по типу кровельного материала. Тем более это соотношение определяет минимальное значение уклона. Многое зависит от двух нагрузок: снеговой и ветровой. Оба параметра выбираются из расчёта расположения строящегося объекта.

Эти данные не являются секретом, их можно найти в свободном доступе в интернете. Они представлены как табличными значениями, так и графическими (на карте страны обозначены зоны с определёнными нагрузками). Чем больше нагрузка снеговая, тем рекомендуется сделать вальмовую крышу круче. И, наоборот, чем сильнее ветровая нагрузка, тем кровля должна иметь меньший угол наклона.

Теперь надо обозначить тот факт, что нагрузки, угол наклона и количество стропильных ног влияют на сечение стропил. Здесь зависимость такая:

  • чем больше устанавливается стропильных ног при средних нагрузках, можно использовать стропила небольшого сечения, к примеру, 50х100 мм;
  • если нагрузки увеличиваются, то можно увеличить количество элементов стропильной системы, или увеличить сечение стропил, к примеру, 50х200 мм;
  • если увеличить угол наклона, снизив снеговые нагрузки, можно уменьшить количество стропил в конструкции крыши или уменьшить их сечение.

В общем, подгоняя параметры друг под друга, можно немного сэкономить на приобретении пиломатериала. Хотя специалисты утверждают, что на кровельной конструкции экономить нельзя. Особенно, учитывая площадь кровли. Здесь необходимо учитывать ширину пролёта здания. Если она превышает 12 м, то есть расстояние от стен дома до конька более 6 м, тогда под стропильные ноги необходимо установить опорные стойки.

Расчёт с помощью онлайн-калькулятора

Используя для расчёта калькулятор вальмовой крыши, необходимо понимать, что полученный результат имеет приблизительное значение. Поэтому его лучше увеличить на 10%. Хотя надо отметить, что программы на разных порталах друг от друга отличаются. В некоторых конечный результат может оказаться довольно точным с минимальными погрешностями.

Итак, калькулятор расчёта, что в него входит, и что в результате он выдаёт.

В принципе, в программу надо заложить вводные данные, а именно: тип кровельного материала, параметры здания и самого крова. Что касается размеров дома, то здесь учитывается его длина и ширина. Эти значения есть в проекте. Что касается крыши, то чаще всего в программу калькулятора расчёта четырёхскатной крыши вносят параметры свесов (карнизов). А точнее, длину их выступа (расстояние от стены до края кровельного материала). При этом вносятся длины как фасадных свесов, так и боковых, ведь кровля четырёхскатная. Не всегда оба параметра имеют одинаковую величину.

Чтобы расчёт был более точным, можно в программу внести дополнительно угол наклона крыши, шаг установки стропильных ног. Обязательно выбирается регион строительства. На основании этого калькулятор произведёт расчёт природных нагрузок. Обратите внимание, что ветровая нагрузка определяется не только регионом расположения дома, но и некоторыми дополнительными факторами. Основных два:

  • тип местности застройки: открытая, закрытая или внутри города;
  • высота кровли.

Что должен выдать онлайн-калькулятор как конечный результат:

  1. Точный угол наклона в соответствии с нагрузками на кровлю и типом кровельного материала.
  2. Длину конькового прогона.
  3. Общую площадь крыши, что даст возможность подсчитать точное количество кровельного материала.
  4. Приблизительный вес кровельного покрытия.
  5. Какое количество гидроизоляционной плёнки требуется для покрытия скатов кровли.
  6. Обозначит нагрузки на стропильную систему.
  7. Длину всех видов стропил: центральных, угловых и вальмовых по отдельности.

Здесь же будут обозначены параметры обрешётки. А именно: тип (разряженная или сплошная), шаг установки, количество из расчёта стандартной длины, объём (пиломатериал продаётся в м³), вес пиломатериала.

Заключение по теме

Получается так, что онлайн-калькулятор использовать в расчётах вальмовой кровли проще. Есть в нём определённые погрешности, но они не такие серьёзные. Увеличив конечный результат на несколько процентов, можно гарантировать надёжность всей конструкции.

Высота крыши по соотношению к ширине дома и как рассчитать высоту конька для различных типов кровли

Ни один дом невозможно представить без крыши. Такая конструкция необходима, ведь благодаря ей обеспечивается защита всего здания от воздействия окружающей среды, а также правильное устройство крыши дает возможность соорудить чердак или мансарду.

Крыша подвергается воздействию различного рада атмосферных явлений. Если неверно подобрать угол наклона ската, а, соответственно и высоту, то есть риск, что порывистый ветер или обильное выпадение осадков смогут нарушить целостность конструкции. В лучшем случае придется проводить небольшой ремонт, в худшем – сооружать конструкцию заново.

В этой статье вы узнаете как рассчитать высоту крыши для дома и не сделать ошибку в расчетах.

Зачем определять высоту

При проектировании строительства какого-либо объекта нельзя пренебрегать ни одним параметром, в том числе и значением высоты крыши. Следующий ряд аргументов подтвердит значимость правильного определения такого параметра:

  1. Длительность срока эксплуатации и надежность. Самая важная характеристика, которая интересует каждого владельца дома. Оптимально подобранная высота крова позволит конструкции быть устойчивой к имеющимся нагрузкам, оказываемым материалами кровельного покрытия и иных сооружений, сезонной нагрузке, такой как масса снега.
  2. Эстетика внешнего вида. Немаловажно при строительстве дома позаботиться о его внешнем виде. Неправильные параметры, применяемые в проектировке, не смогут позволить дому выглядеть завершено и эстетично.
  3. Удобство. За счет высоты крыши можно соорудить в доме чердачное помещение и приспособить его для жизни или склада, что обеспечивает определенные удобства и увеличивает жилое пространство дома.

Верхняя точка крыши называется коньком. Иначе говоря, это место соединения наклонных плоскостей крыши, расположенное в горизонтальной плоскости.

Если высота уровня кровли высчитана неправильно и имеет значение ниже необходимого или выше, то это сулит не только дисбалансом в архитектуре, но и проблемами в течение срока пользования. Параметр высоты должен соответствовать технологическим процессам.

От чего зависит

Очень важным параметром, от которого придется отталкиваться в расчетах и от которого зависит надежность конструкции, является угол наклона.

Читайте также:  Печная труба на крыше из кирпича

Существует ряд факторов, от которых зависит этот параметр, как и значение высоты конструкции.

Атмосферные явления

К такому фактору необходимо подстраиваться, ведь противостоять таким явлениям бессмысленно.

Из атмосферных факторов, которые влияют на кровлю, имеются следующие:

  1. Ветер. Угол ската выбирается в зависимости от погодных условий, которые присущи зоне, в которой располагается дом. Если в основном в регионе преобладают порывистые ветра, то угол выбирается не больше 10-20 градусов. В остальных случаях ветер не влияет на угол ската крыши.
  2. Осадки. Регион, в котором наблюдается обильное выпадение осадков, угол ската рекомендуется выбирать больше 45 градусов. Такая конструкция крыши позволяет быстро осадкам стекать.
  3. Масса снега. Аналогично предыдущему фактору, выбор высоты зависит от обильности выпасаемых снежных осадков в зимний период. Угол ската желательно выбирать в 45 градусов и больше, если снег в регионе выпадает часто и в больших количествах.

Необходимость создания чердака

Без чердака обычно возводят постройки нежилого типа и достаточно легкие, например, гаражи и сараи. Для жилого дома всегда необходимо предусмотреть наличие чердачного помещения. Использовать его или нет – это уже личное дело каждого.

Необходимость сооружать чердачное помещение – фактор, который влияет на значение высоты крыши исходя из комфорта передвижения по будущему помещению. А именно, есть необходимость передвигаться по чердаку и эксплуатировать его как жилое или складское помещение.

Если же помещение предусматривается нежилое, то существует ряд правил и для такой конструкции:

  • в расчет высоты крыши берутся противопожарные требования к дому;
  • размер помещения не должен быть помехой техническому обслуживанию;
  • обязательно наличие сквозного прохода, высотой 1,6 м и длиной 1,2 м.

Тип кровли

Существуют особые правила, отталкиваясь от которых определяют параметр высоты крыши относительно материала для ее покрытия:

  1. Если в кровельном материале много штучных элементов, то угол наклона выбирается как можно больше.
  2. Если крыша выбрана низкой, то стыки в кровельном материале должны быть сведены к минимуму.
  3. Для материала большой массы избирается максимально большой угол для того, чтобы общий вес материала равномерно распределялся по поверхности.

Высота крыши по отношению к ширине дома

С такого ракурса определение высоты крыши определяется на основании теоремы Пифагора. Для этого поперечное сечение конструкции представляется как равносторонний треугольник.

Параметр, которые необходимы для расчетов – это угол наклона крыши. Высота конструкции – это катет прямоугольного треугольника.

Расчет проводят следующим образом:

  1. Необходимо определить тангенс выбранного значения для угла ската.
  2. Зная ширину дома, одну сторону, прилегающую к углу, можно вычислить, поделив значение на 2.
  3. Далее имеющиеся значения нужно подставить под известную формулу a = b * tg a.
  4. По такому принципу и можно понять зависимость высоты конька от ширины дома. Чем больше ширина дома, тем больше будет угол ската.

Соотношение ширины дома к высоте конька

Высота конька двухскатной крыши

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши и не наделать ошибок? Выше указан самый простой способ определить высоту крыши для двускатной ее разновидности. Используется для этого математическая формула. Но существует еще один способ расчета – графический. Изначально делается чертеж на бумаге, после чего измеряются полученные величины.

Принцип такого метода – перенести в точном пропорциональном соотношении в меньшем масштабе реальные параметры конструкции крыши.

Несмотря на то, что способ считают не таким точным, как математический, многим он удобен и также позволяет узнать необходимые результаты.

Алгоритм действий такой:

  1. Чертится равнобедренный треугольник и проводится меридиану – это и будет высота конька.
  2. Чертить треугольник необходимо, отталкиваясь от выбранного ранее угла наклона в зависимости от индивидуальных параметров дома и его месторасположения.
  3. Для того чтобы начертить точно угол наклона крыши, следует воспользоваться транспортиром.
  4. После того, как треугольник будет начерчен, проводиться измерение получившейся меридианы, т.е. высоты конька.

Такой способ особенно удобен для тех, кто собирается оборудовать чердак под помещение жилого типа. В этой ситуации есть возможность наглядно определить и обозначить все необходимые параметры.

Высота двухскатной крыши

Расчет высоты крыши четырехскатного типа

Несмотря на то, что четырехскатная разновидность крыши намного сложнее по конструкции, в расчетах можно воспользоваться параметрами и формулами по принципу расчета высоты двухскатной разновидности.

У четырехскатной крыши имеются две разновидности:

  1. Шатровая. В такой конструкции все скаты крыши имеют одинаковые значения длины, площади и идентичны по форме. Такая разновидность используется в регионах с сильными ветрами. Она способна выдерживать сильные порывистые ветры и высокую степень нагрузки.
  2. Вальмовая. Скаты представлены двумя треугольниками и трапециями. Такая разновидность требует значительных затрат на материалы для ее сооружения, однако – это идеальный вариант для устройства мансардного этажа. Однако, такая конструкция не подойдет для регионов, где в основанном сильные порывисты ветры. В таких условиях конструкция нуждается в дополнительном укреплении.

Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:

  1. В конструкции можно найти прямоугольный треугольник.
  2. В найденной фигуре обозначить гипотенузу, которой будут стропила, второй стороной – ширина дома, разделенная на 2.
  3. Отталкиваясь от параметра угла наклона( tg угла), вычисляется третья сторона фигуры, которая и представляет высоту.

Высота вальмовой крыши

Полезное видео

Как определить высоту и угол крыши вы можете узнать из видео урока:

Заключение

Определять высоту самостоятельно для будущего дома – занятие хоть и простое, но ответственное. Учитывая, что это достаточно важный параметр, от которого зависит надежность всей конструкции, то лучше доверить такую работу специалистам. Особенно, если есть сомнения в определении угла наклона ската. Специальные программы для проектирования также помогут в этом вопросе.

Как можно рассчитать высоту крыши?

Многие люди интересуются, как рассчитать высоту крыши.

Важно знать, что угол ее наклона и площадь тоже имеют значение. На вычисление высоты оказывают влияние такие факторы, как климатические условия региона проживания, материал кровли и обрешетки, личные пожелания и т. д.

Например, на скатах с низким углом наклона скапливается много снега зимой, что может повлечь за собой пролом кровли.

Однако при высоком коньке крыша становится более уязвима к сильному ветру. От размеров зависят не только практические показатели конструкции (прочность, долговечность), но и эстетические.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту.

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

  • углы и количество скатов;
  • тип;
  • как планируется использоваться чердачное помещение;
  • климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
  • личные предпочтения;
  • характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы.

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Расчеты для разных типов

При односкатной крыше легче всего произвести расчеты и монтаж, для этого не требуется большого опыта в строительстве.

Для начала необходимо измерить ширину всего здания в сантиметрах. Используйте для замеров строительный уровень и рулетку.

После этого действия необходимо поделить полученное значение на второе число планируемого соотношения сторон.

Например, если вы планируете возводить конструкцию с соотношением 1:4, то ширину дома (в см) нужно разделить на 4, в итоге получается оптимальный вариант высоты с небольшой погрешностью.

Также нужно учесть отношение высоты крыши к высоте дома.

С двухскатной крышей может быть немного сложнее, т. к. необходимо точно знать размер угла наклона.

Для этого случая применима следующая формула: половина значения от ширины здания делится на тангенс угла наклона.

Например, тангенс угла 40 градусов равен 0.8, следовательно, половина ширины здания делится на 0.8.

Четырехскатная крыша сегодня набирает популярность благодаря своей прочности, привлекательному виду и возможности легко устанавливать двери и окна.

Есть два вида таких крыш:

  • шатровые четырехскатные. Они имеют одинаковую площадь, форму и длину для всех скатов в конструкции. Они отлично противостоят сильному ветру и способны выдержать высокую нагрузку;
  • вальмовые четырехскатные. Имеют сложную конструкцию, состоящую из двух трапециевидных и двух треугольных скатов (вальмов). Расходы на закупку материалов и постройку высоки, но данная конструкция позволяет соорудить мансарду с окнами под крышей. Такой тип очень уязвим перед ветрами, поэтому в регионах с преобладающими ветрами потребуются расходы на дополнительную защиту.

Для расчета оптимальной высоты четырехскатной крыши можно использовать формулу для двускатной. Только ширина дома должна делиться не на 2, а на 4.

Также необходимо обязательно рассчитать высоту стропильной системы и толщину досок в ней.

Сложность расчетов обусловлена более массивной конструкцией, под которую требуется установить опоры. Стандартная высота для таких крыш составляет около 2.5 м, с погрешностью 0.5 м.

Самой сложной для расчетов является мансардная кровля или вальмовая крыша (в народе ее называют «ломаной»). В конструкции предусмотрены два ската с изломами.

Как правило, такие крыши используются в случае, если из чердака планируется сделать мансарду.

Изначально необходимо вычислить все углы наклона. Можно воспользоваться формулой для двускатной крыши.

Важно придерживаться следующего правила: нижний угол должен быть более 40 градусов, а верхней в районе от 15 до 40.

Правильно рассчитанный конек и высота крыши напрямую влияют на ее внешний вид, долговечность и прочность.

Если вы не уверены, что можете самостоятельно произвести правильные расчеты, то обратитесь за помощью к специалисту.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши: особенности расчетов и проектирования

От высоты расположения конька крыши зависят эстетические показатели, архитектурная специфика и технические характеристики дома. Крайне важно при разработке проекта грамотно определить правильный размер конструкции.

Для получения идеального результата мы предлагаем вам сегодня разобраться как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, и каким методом лучше пользоваться в самостоятельных вычислениях.

Содержание

Ориентиры выбора высоты конька

Коньком называют горизонтальное ребро двухскатной крыши, образованное в месте соединения вершин ее наклонных плоскостей.Высоту конька без малейших сомнений отнесем к наиболее значимым параметрам, задающим пропорции крыши.

Как занижение, так и завышение ее может привести не только к нарушению архитектурной картины, но и к проблемам в эксплуатации. Горячее желание владельца дома воплотить собственные идеи нередко идет в разрез с техническими предписаниями, ознакомление с которыми поможет избежать серьезных ошибок.

Для того чтобы процесс исследования изучаемой величины был проще и понятнее представим будущую крышу в форме равностороннего треугольника. Это самый распространенный вариант. Кроме него есть асимметричные двухскатные крыши с различающимися по площади скатами.

Однако угол наклона обоих конструктивных составляющих чаще всего равен, потому высота конька вычисляется по стандартной схеме.

Равносторонний треугольник разобьем для удобства на две симметричные части. Проходящая от вершины треугольника до его основания линия – ось симметрии представленной нами фигуры, она же катет прямоугольного треугольника и высота конька.

Ориентир №1: Атмосферные явления

С климатической данностью спорить бессмысленно, необходимо подстраиваться под ее непреклонную диктовку и приспосабливаться. К атмосферным явлениям, оказывающим влияние на выбор высоты конька, относятся:

  • Ветровая нагрузка. В областях, погодные условия которых отличаются частыми порывистыми ветрами, принято сооружать пологие и низко-скатные кровельные конструкции с углом наклона до 10º. В регионах со слабыми и умеренными ветрами высота конька может быть любой.
  • Количество осадков. Осадки – потенциальная угроза протечек, из-за которых отсыревают, затем постепенно приходят в непригодность элементы стропильной системы и кровельного пирога. С крыш крутизной более 45º осадки удаляются гораздо быстрее, чем с пологих конструкций.
  • Масса снежного покрова. В районах с обильными зимними осадками рекомендовано возведение крыш с уклоном более 45º с целью оптимизации скорости схода снежных залежей. С более низких и плоских крыш необходимо будет чаще счищать снег.
Читайте также:  Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Обозначенные характеристики подскажет местная метеослужба. Можно самостоятельно найти их в сборнике с правилами и таблицами по строительной климатологии СНиП 23-01-99 или по приведенным в СП 20.13330.2011 картам районирования.

Ориентир №2: Наличие чердака

В семействе двухскатных крыш есть чердачные и бесчердачные представители. В первом случае пространство чердака отделено от коробки дома потолочным перекрытием. Их также именуют «раздельными», что подтверждает архитектурную независимость помещений между кровельной конструкцией и перекрытием.

Чердачные представители бывают жилыми и нежилыми. Высоту конька жилых крыш задает удобство перемещения. Конструкции с эксплуатируемым чердаком сооружаются в основном по ломаной схеме, предполагающей строительство стропильной системы из двух ярусов.

Высота конька эксплуатируемой чердачной крыши складывается из двух величин: высоты нижней части крыши и высоты вершины крыши, водруженной на нижний ярус. Высотный размер нижнего яруса обычно принимается от 2,0 до 2,3 м.

Вычисляется сложением роста самого высокого из будущих владельцев и запаса в 30 – 40 см, необходимых для удобства и безопасности перемещения. Размер верхушки ломаной крыши произвольный, зависит от вкусовых предпочтений хозяев.

Высота конька нежилых чердаков определена противопожарными нормами. К тому же размер чердачного пространства не должен создавать препоны для технического обслуживания. Регламент строительных нормативов указывает что, на чердаке должен быть сквозной проход вдоль всей крыши не менее 1,6 м по высоте и 1,2 м по длине. На коротких участках сложносоставной конструкции ширину и высоту сквозного прохода можно уменьшить на 40 см в обоих направлениях.

Во втором «бесчердачном» случае пространство под крышей не отделено от коробки перекрытием. Обычно оно расположено ниже: на уровне потолочной системы предыдущего этажа. Бесчердачные крыши именуются «совмещенными», что как раз и говорит о соединение пространства под крышей с частью пространства стопы.

Яркие представители конструкций без чердака относятся к полумансардному типу. Возводят их по обычной двухскатной схеме, но мауэрлат укладывается на стены высотой не менее 1,4 м. Высоту конька половинчатой мансарды отсчитывают от нижней грани мауэрлата.

Практичность сооружения полумансардной крыши в регионах с высокой ветровой нагрузкой сложно переоценить. Благодаря ее возведению на кровлю действует минимальная боковая нагрузка, а владельцы получают удобный и весьма просторный дополнительный этаж.

Без чердака и чердачного перекрытия сооружают невысокие крыши гаражей, небольших бытовых построек, складов. Устройство перекрытия в таких ситуациях и не экономично, и неразумно с точки зрения доступа для технического обслуживания.

Ориентир №3: Тип кровельного покрытия

Мы уже представили двускатную крышу равносторонним треугольником. А высоту конька представили катетом его прямоугольного собрата, полученного при делении конструкции на две симметричные части. В созданной нами геометрической фигуре все компоненты взаимосвязаны, включая углы и длины сторон.

Нам как проектировщикам крыши интересен угол ее уклона, т.к. он находится в прямой зависимости от типа и технических характеристик кровельного покрытия. Он-то и поможет определить оптимальную высоту проектируемой конструкции.

Есть несколько правил подбора кровельного материала с учетом высоты конька и крутизны крыши, это:

  • Чем меньше штучные элементы кровли, тем больше обязан быть угол наклона скатных плоскостей. Многочисленные стыки штучных покрытий создают предпосылки для проникновения влаги под кровлю, потому надо ускорить сход осадков.
  • Чем ниже крыша, тем меньше стыков и швов должно быть на покрытие. В приоритете для обустройства крупнолистовые и рулонные кровли.
  • Чем тяжелее покрытие, тем круче следует строить крышу. Вес массивных элементов будет распределяться в проекции на единицу площади основания. В результате, чем выше конек, тем меньший груз давит на стропильную систему и перекрытие.

Правда, обустройство крутой крыши с высоким коньком обойдется дороже. На возведение конструкции с уклоном в 45º материала уйдет в 1,5 раза больше, чем на покрытие пологой крыши крутизной до 7 – 10º. А если скаты будут наклонены под углом в 60º, расходы вырастут в двукратном размере.

Обычно интервал подходящих углов наклона производителями кровельного покрытия обозначаются в инструкции. Рекомендацией изготовителей стоит следовать во имя долгосрочной службы сооружения.

Зная рекомендованный угол наклона, ширину карнизных свесов и размеры коробки дома, можно в ходе несложных геометрических построений найти высоту конька. Однако в проектировании крыш применяется не только графический метод.

Уклон скатов обозначается градусами, процентами или десятичной дробью, в числителе которой указана высота конька, в знаменателе – половина перекрываемого пролета. Все три выражения наклона взаимосвязаны, но на стройплощадке удобнее пользоваться последним вариантом.

Немного найдется желающих откладывать угол наклона ската строительным транспортиром на объекте. Тем более что процесс установки наслонных стропил, например, производится на уже установленный коньковый прогон. Т.е. знать высоту расположения конькового прогона надо загодя. Это еще одна из веских причин, стимулирующих интерес к вычислению высоты конька.

К процентному выражению уклона крыши сложилось общее отношение и в среде мастеров, и в среде домашних умельцев. Проценты только помогут запутаться. Самый приемлемый метод отображения уклона – это отношение высоты конька к половине перекрываемого пролета. На стройплощадке он используется чаще всего.

Зная высоту конька, можно не подглядывать ежеминутно в проектную документацию. Просто путем измерений определяется середина фронтонной стены. В полученной точке строго вертикально прибивается брусок или жердь. От верхней грани предварительно установленного на стену мауэрлата вверх откладывается исследуемый нами размер. На него ориентируются при строительстве стропильной системы.

Способы определения высоты конька

Для расчетов высоты конька двухскатной крыши, площади плоскостей и прочих размеров проектируемой конструкции в сети есть значительное количество программ-калькуляторов. Все вычисления проводятся автоматически, радует скорость и простота процедуры. Правда, проверить итоги расчетов сложно без наглядного представления о запланированной конфигурации крыши. А еще при случайном введении ошибочного числа обнаружить «удивительные» размеры можно будет только на стройплощадке. Потому лучше заранее разобраться в особенностях построения и вычислений, чтобы банальный огрех не стал причиной сверхвысоких затрат.

Самостоятельным проектировщикам потребуются воспоминания о школьном курсе тригонометрии и желание строить схемы в масштабе, пользуясь монитором или обычным бумажным листком.

Математический и графический методы

Для определения высоты конька кровельной конструкции применяются следующие методы:

  • Математический. Заключается в вычислении размера по формуле расчета длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
  • Графический. Заключается в построении схемы крыши в масштабе с получением высоты конька.

Для производства математических вычислений применяется формула a= b × tgα, где а – искомая высота конька; b – половина ширины пролета; tgα – угол уклона, выбранный владельцем дома на основании технических предписаний и рекомендаций изготовителя кровельного покрытия.

Графическим способом высота конька определяется при пересечении оси симметрии крыши и линии ската, отложенной под заданным углом от крайней точки карнизного свеса. Разберем один из наглядных примеров графического построения для получения представления о процессе.

Отметим важный нюанс. Описанными способами вычисляется подъем крыши, а не полная высота конька. Реальное значение зависит от технологии крепления верха стропилин. В висячих системах высота конька остается без изменений. Аналогично в наслонных вариантах, если вершина стропилины не выступает над линией конькового прогона.

Если верха стропильных ног возвышаются над прогоном, то к подъему крыши следует прибавить 2/3 толщины доски или бруса, использованного в строительстве стропильной системы. Считается, что глубина врубки уменьшает толщину материала на треть.

Сооружаемой поверх стропилин обрешеткой и толщиной кровельного покрытия обычно в расчетах пренебрегают. Легких отклонений при строительстве крыши практически не избежать, по сути, 5-7 см кровли с обрешеткой почти не на что не влияют.

Практический пример расчета

Разберем на конкретном примере процедуру вычисления высоты конька. Так рассчитывают размеры двускатной крыши североамериканские плотники, специализирующиеся на строительстве малоэтажных каркасных домов. Принципиально процесс ничем не отличается от действий мастеров в других странах.

В примере есть чисто технологическая специфика: узел крепления нижних пяток стропильных ног к основанию крепится врубкой. Стропилины опираются на коньковую доску. Если этого не учесть при составлении схемы и выполнении расчетов, изменится уклон, что крайне нежелательно при выборе граничного значения угла наклона, рекомендованного производителем покрытия.

В основе самостоятельных построений все тот же равносторонний треугольник, разделенный на две симметричные половины. Нам известна ширина пролета коробки дома и угол наклона, т.к. он подбирается в соответствии с типом кровельного покрытия.

Алгоритм вычисления высоты конька сводится к ряду следующих действий:

  • Построим масштабированную схему и нанесем на нее точные размеры обустраиваемой коробки. Самый удобный и понятный масштаб 1: 100, согласно которому 1 см отображает в масштабе 1 м. Если работать с таким уменьшением некомфортно, можно подобрать масштаб мельче или крупнее.
  • Найдем середину пролета и от полученной точки вверх прочертим ось симметрии крыши.
  • От угла коробки откладываем транспортиром угол уклона проектируемой крыши. Проводим согласно отмеченному углу линию уклона.
  • Пересечение оси симметрии крыши и линии уклона скатов, т.е. диагонали, даст нам возможность прикинуть, на какой высоте будут располагаться доска конькового прогона.
  • Очерчиваем схематически абрис конькового прогона и опорной стойки, на которую будет укладываться прогон. Их ось симметрии обязана совпадать с осью симметрии крыши. Нужно просто в обе стороны от оси отложить половину толщины коньковой доски и провести произвольные линии.
  • Линия основания треугольника, диагональ и близлежащая боковая грань конькового прогона вкупе со стойкой определяют искомый треугольник, вертикальный катет которого является подъемом крыши.
  • Подъем уменьшаем на 1/3 толщины доски, т.е. на глубину врубки нижнего узла стропилин.
  • От полученной высоты вверх откладываем ширину коньковой доски и вычерчиваем коньковый прогон, затем коньковую стойку.
  • В масштабе вычерчиваем стропильную ногу, не забыв о том, что она просядет на 1/3 ширины из-за врубки. Для упрощения работы параллельно диагонали проводим прямую линию на расстоянии 2/3 толщины стропильной доски.

Проще говоря, высотой конька является сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропильной доски. На практике безукоризненной точности все равно не будет, но погрешность можно считать несущественной и вполне допустимой по строительным нормам возведения деревянных конструкций, прописанным в сборнике СП 64.13330.2011. В идеале должны учитываться процессы сжатия и смятия деревянных деталей системы.

Видео-пример устройства конька

Ролик ознакомит с вариантом сооружения конька двускатной крыши, аналогичной описанной в примере конструкции:

Грамотно спроектированная крыша с правильно рассчитанной высотой конька будет отлично смотреться. Ее составляющие не создадут условий для протечек и преждевременного износа конструкции. Освоить предложенные нами методы вычислений совсем несложно.

Расчет параметров скатной кровли на примере вальмовой

Чтобы рассчитать кровельные материалы, необходим документ, который по ГОСТ 21.501-93 «Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей» называется план кровли (крыши). Для корректного расчёта параметров достаточно вида крыши сверху с обозначенными направлениями скатов, длин проекций и высотными отметками.

На рисунке представлен общий вид дома с конструкцией вальмовой крыши. Данный тип крыши состоит из 4-х скатов (плоскостей): два треугольных ската (вальмы) и две трапеции.

Для точного определения размеров кровли необходимо знать уклоны скатов кровли (крыши). Уклон ската – угол наклона ската по отношению к горизонту. Может выражаться в градусах, в процентах, дробях.

Если на плане кровли не указаны уклоны, измерить их можно с помощью транспортира по планам фасадов. С большей степенью точности можно вычислить, зная проекционные и высотные размеры кровли. Так как отношение этих двух величин постоянное для конкретного уклона, градусность будет определена предельно точно.

Интересные факты, известные из курса школьной геометрии:

  1. Если проекция ската равна изменению его высоты, уклон кровли будет равным 45 градусов;
  2. Длина ската, уклон которого равен 30-ти градусам в два раза больше его высоты. А длина ската с уклоном 60 градусов в два раза больше её проекции.

Для первого примера отношение высоты к проекции 1:1, а длина ската будет больше её проекции в 1,414 раза. Таким образом, 1,414 – коэффициент уклона ската с уклоном 45 градусов. Для уклона 60 градусов этот коэффициент равен 2,000, а для 30 – 1,155.

Следовательно, параметры ската в рамках конкретной кровли взаимосвязаны, и могут быть вычислены при известности двух из них.

Следующая задача, которую предстоит решать специалисту в ходе расчёта кровельных материалов, заключается в определении площади кровли, а так же суммарных длин всех её одноименных элементов: коньков, хребтов, карнизов. Для других конфигурация кровли могут быть ещё: ендовы, примыкания, фронтоны (щипцы, торцы) и так далее.

При определении площади следует разбить её на составляющие прямоугольники, треугольники, трапеции, при необходимости, круги и другие фигуры.

Относительно рассматриваемой крыши, план кровли разделён естественным образом на два треугольника и две трапеции.

На следующем рисунке планы кровли и двух основных фасада:

Приступим к расчету геометрических параметров крыши:

Определим длины скатов. Они равны между собой исходя из плана кровли.

Смотрим на план кровли и видим, что длина ската по плану кровли составляет 3м. Однако это все же не искомая длина ската, а всего лишь проекция этой длины на горизонтальную плоскость.

Читайте также:  Как утеплить крышу мансарды изнутри

Чтобы преобразовать проекцию длины в действительный размер достаточно умножить проекцию на коэффициент 1,155 (для 30 градусов):

Также, длину ската можно найти по теореме Пифагора, если известна высота крыши (H = 1,732 м):

(L ската) ² = H ² + (проекция длины ската) ² = (1,732) ² + (3) ² = 2,999824 + 9 =11,999824
L ската =3,465 м.

Найденная длина ската(скатов) является определяющей высотой фигур (трапеции и треугольника) при расчете площадей:

По формуле площади треугольника:
S ската 1= (6*3,465)/2 = 10,395 м²

По формуле площади трапеции:
S ската 2 = ((10+4)/2)*3,465 = 24,255 м²

Итого общая площадь кровли:
S кровли = 10,395 + 10,395 + 24,255 + 24,255 = 67,3 м²

Есть самый быстрый способ определения нашей искомой площади, заключается он в умножении площади проекции крыши (габариты крыши по плану кровли, 6м х 10м) на коэффициент 1,155 (по аналогии с определением длины ската):

Оставшийся параметр – длину ребра(хребта) можно также определить по теореме Пифагора:

( L ребра(хребта) ) ² = 3 2 + (длины ската) ² = ( 3 ) ² + (3,465) ² = 9 + 12,006225 = 21,006225
L ребра(хребта) = 4,583 м

Существует также коэффициент пересчета для определения искомых длин ребер, для этого достаточно умножить длину ребра(хребта) по плану кровли на коэффициент пересчета (30град./30град.), равным значению 1,08.

(L проекции хребра(хребта)) ² = 3 2 +3 2 = 18
L проекции хребра(хребта) = 4,24264068711
L ребра(хребта) = 4,24264068711 *1,08 = 4,583 м

Сумма длин всех ребер(хребтов): L ребер(хребтов) = 4,583*4 = 18,332 м

После того как все геометрические параметры крыши определены, мы сможем подобрать и рассчитать любой кровельный материал по нашему выбору.

Вариант расчета кровли BRAAS, модель «Франкфуртская»:

(Минимальный рекомендуемый угол крыши для данной модели составляет 16 градусов, удовлетворяет нашим требованиям).

Внешние габариты одной черепицы «Франкфуртская» составляют 330х420мм.

Поскольку черепица укладывается с нахлестом и с учетом стыковки черепицы между собой через замковое соединение полезная площадь покрытия одной черепицы будет несколько меньше и составит 300х330мм.

Полезная площадь покрытия для всех видов черепиц всегда разная и обусловена широким разнообразием профилей и их размеров.

При размерах 300х330мм расход на 1м² составляет:

Общее количество рядовой черепицы на покрытие всей крыши:

10,1*69,3 м² = 700 шт.

Принимая во внимание возможный бой черепицы при доставке/разгрузке/монтаже, а также некоторые отклонения в фактических размерах от данных в проекте, обязательно учитывается технологический запас материала. Величина запаса зависит от геометрической сложности кровли и должна приниматься индивидуально для каждого крыши. Для вальмовой крыши будет достаточно 5%. Запас очень важен при расчете кровельного покрытия, т.к. предостерегает нас от нехватки материала при монтаже кровли.

В итоге, с учетом запаса нам необходимо:

700 шт. + 5% = 735шт.

Количество начальной хребтовой черепицы:

Количество рядовой коньковой черепицы (расход 2,5шт./мп):

2,5*18,332 = 46 шт.
46 шт. – 4 шт. (начальные хребтовые) = 42 шт.

Вальмовая черепица: 2 шт. (устанавливается на место пересечения конька и двух ребер)

А теперь, предлагаем посмотреть как выглядит подробный расчет кровельного покрытия в нашей компании с учетом крепежа и всех необходимых аксессуаров:

А также раздел 2 с крепежом и необходимыми аксессуарами:

В данной статье мы разобрали с вами расчет скатной типовой крыши имея при себе лист бумаги, карандаш и немножко знаний из школьной программы геометрии. Сложные кровли с большим количеством скатов разных геометрических форм, сложных многоугольников, а также криволинейных поверхностей (конусов, сфер и т.д.) рассчитываются программно на ПК в специальных инженерных пакетах. Это в значительной мере облегчает процесс расчета, экономит время и предостерегает нас от возможных арифметических ошибок при расчете.

Стропильная система вальмовой крыши

Вальмовой называют крышу с четырьмя и более скатами, образующую скаты с одинаковым наклоном как с торцовых, так и фронтонной стороны постройки. При этом такая крыша более сложна по конструкции, чем обычная двускатная, но лучше сопротивляется ветровым нагрузкам.

Конструктивные особенности вальмовой крыши

Наиболее характерный элемент вальмовой крыши – стропильная система. Она состоит из элементов, показанных на иллюстрации.

  • Конек или коньковый брус – наиболее нагруженная часть конструкции, на которое опираются стропила (стропильные ноги).
  • Стойки поддерживают конек, воспринимая нагрузку от веса кровли и передавая ее на стены здания.
  • Угловые (накосные, наклонные) стропила формируют характерную геометрию крыши.
  • Балки, образующие стропильную систему, делятся на короткие (укороченные, нарожники) и длинные – центральные и промежуточные. При этом с учетом строения кровли, представляющей собой состыкованные детали – две равнобедренных трапеции по длинным сторонам и два равнобедренных треугольника по коротким – длинные стропила идут вниз от конька, а короткие – от накосных стропил.
  • Все доски опираются на нижний брус (обвязку или мауэрлат) или непосредственно в кладку стены, как показано ниже.

Следует обратить внимание, что для жесткости и прочности конструкции центральные промежуточные стропила (те балки, что сходятся к концам конькового бруса по треугольным и трапецевидным скатам) соединяются. Промежуточные и укороченные элементы такой связи не имеют.

При описании устройства стропильной системы вальмовой крыши используются также термины:

  • лежень – это несущая балка, используемая для установки подпорок (стоек) конькового прогона. Она опирается на расположенную внутри дома капитальную стену;
  • мауэрлат – прямоугольная рама, уложенная поверх наружных стен дома и связанная с ними. Служит место для крепления концов стропил, длинных и укороченных;
  • шпренгель – дополнительная стержневая конструкция, усиливающая основную несущую стропильную систему, обычно устанавливается под диагональными стропильными ногами;
  • подкосы и раскосы – наклонные балки, усиливающие основную конструкцию и придающие ей жесткость.

Различные названия элементов связано с использованием отечественных и переводных терминов.

Положение центральной стены, на которую будет смонтирован лежень, может дать различное опирание стержневой системы. При этом, как показано на иллюстрации, количество и расположение усиливающих конструкцию элементов, зависит от величины прогонов. Симметричная кровля более удобна в расчете и монтаже, поскольку не требует уточнения смещения приложенной нагрузки.

Расчет элементов вальмовой стропильной системы

При расчете стропильной системы вальмовой крыши учитываются такие данные:

  • планируемый скат кровли. Зависит от снеговых и ветровых нагрузок в регионе;
  • высота конька – связана с углом ската и наличием/отсутствием под кровлей эксплуатируемых помещений (мансарды, чердака);
  • материалы стропильной системы и кровельного покрытия;
  • необходимость утепления кровли. С учетом запланированного теплоизолирующего материала рассчитывается расстояние между стропилами.

Информацию для расчета можно найти в СНиПах, на сайтах производителей кровельных и изолирующих материалов.

Расчет угла ската кровли, высота конька

Вид вальмовой кровли в разрезе позволяет зримо представить базовые элементы расчета: высоту конька, угол ската и длину заложения (прогона). Цифры на иллюстрации предложены условно, с учетом часто встречающихся для частных домов средних размеров величин.

В зависимости от того, что является необходимостью – получение под кровлей мансарды (чердака) требуемой высоты или соблюдение приемлемого для погодных условий региона ската кровли, при расчете ориентируются либо на высоту конька, либо на угол наклона.

Подробно нюансы выбора уклона кровли в зависимости от погодных условий (количества осадков и ветровых нагрузок) рассмотрены в статье. Для практического же расчета следует использовать подходящие для частной застройки углы скатов 25…45 градусов (для вальмовых крыш обычно не применяются более крутые склоны) и равное влияние ветра на все скаты вальмовой крыши.

Порядок расчетных действий:

  1. определение зоны расположения здания по снеговым и ветровым нагрузкам (используются карты РФ с соответствующим делением на зоны и указанием нормативной нагрузки на квадратный метр кровли);
  2. расчет снеговой нагрузки с учетом коэффициента наклона кровли (0,7 для 25…60 градусов, интерполируется в зависимости от угла наклона);
  3. расчет ветровой нагрузки с учетом этажности и окружения здания;
  4. суммирование полученных нагрузок;
  5. проверка соответствия расчетных данных допустимым;
  6. определение высоты конька с учетом ширины здания и полученного угла ската;
  7. проверка полученной высоты желаемому способу эксплуатации подкровельного пространства;
  8. при несоответствии высоты конька необходимой высоте помещения изменение угла ската из допустимого диапазона и повтор пунктов 2…8.

Пример расчета высоты конька

Для здания, расположенного в районе Уфы (снеговая зона 5, ветровая 2) с предполагаемым углом ската 30 градусов и общей шириной 8 м, расположенного в зоне частной малоэтажной (до 10 м) застройки высота конька составит:

Для устройства мансардного помещения такой высоты недостаточно.

Однако угол ската даст сравнительно небольшую нагрузку на кровельную конструкцию. Нагрузка от снега составляет исходных данных (уклон 30 градусов) 320 кг/м.кв., от ветра – 42 кг/м.кв. При коэффициенте 0,7 для снеговой нагрузки и 0,65 (высота строения до 10 м, зона частной застройки) суммарная нагрузка на стропильную конструкцию составит:

Такой уровень нагрузки позволит использовать деревянные стропила и другие элементы конструкции, не увеличивая затраты на строительство.

Расчет длины конькового прогона

Определить длину конька (конькового прогона) можно на основании выбранного угла ската и длины здания. Учитывается также нагрузка на конек от выбранного типа стропил. При висячих стропильных конструкциях две встречные балки опираются на мауэрлат и друг на друга. Вверху они скрепляются более или менее жестко или опираются на коньковый прогон. Если в доме есть внутренняя несущая стена, на которую допустимо через лежень смонтировать стойки для конька – нагрузка на него от стропил распределяется лучше и заметно уменьшается. В упрощенном виде можно сказать:

  • при ширине дома более 7 метров желательно дополнительное опирание конькового прогона (на лежак через стойки);
  • при длине здания свыше 10 метров необходимо проверять коньковую балку на прогиб (расчет требует минимальных знаний сопромата и сведений о собственном весе кровли – стропильной системы, тепло- и гидроизоляции, покрытия – и снеговых нагрузок).

Обычно длину конькового прогона рассчитывают графически, используя свойства геометрических фигур.

Пример расчета длины конька

Для уже использованных значений (угол ската 30 градусов, ширина дома 8 м и длина 12 м) длина конька составит:

Где MN =H x ctg α, то есть угла ската. Таким образом при высоте конька 2 м и угле 30 градусов MN = 3,45 м.

Тогда L = 12 – 2 х 3,45 = 5,1 м.

Расчет длины центральных стропильных ног

Накосные стропила также рассчитываются на основании тригонометрических формул. Для начала определим длину промежуточного стропила, она одинакова для трапецевидного и треугольного скатов. Зная высоту конька и расстояние от его конечной точки до свеса крыши, используем теорему Пифагора, то есть определим длину гипотенузы прямоугольного треугольника CMN при известных катетах СM и MN:

CN 2 = СM 2 и MN 2 = 2 2 + 3,45 = 15,9 м, то есть CN = 3,98 м.

По тому же принципу рассчитываем длину диагонального стропила:

Для укороченных стропил решаем ту же задачу с учетом шага размещения стропильных балок и, соответственно, уменьшением катетов треугольника. Обычно точные расчеты стропил вальмовой крыши не производятся, длина подрезается «по месту».

При выполнении расчетов важно учитывать тип узлов опирания стропильных ног друг на друга, на конек, на мауэрлат и давать запас на длину стропил.

Расчет сечения стропил и шага между ними

Опирание стропил на балки вальмовой крыши происходит с разным шагом в зависимости от снеговой нагрузки, сечения элементов конструкции и выбранного сорта и породы древесины. Традиционно для стропильных систем выбирают сосну 1…2 сорта.

Учитываются также длины стропильных ног. Это необходимо, чтобы подобрать такое сечение, которое позволит избежать прогиба балки и/или продемонстрирует необходимость установки подкосов.

Для упрощения расчетов сечения стропил используются онлайн-калькуляторы.

Полученные в одном из таких калькуляторов итоговые данные выглядят следующим образом:

Здесь под вальмами понимаются треугольные участки кровли.

Следует отметить, что ширина свеса (заходящая за пределы мауэрлата часть кровли) и шаг, а также сечения стропил и досок обрешетки выбраны средними для таких габаритов здания. При выборе иных значений в исходные данные необходимо вносить корректировки.

Способы крепления стропил вальмовой крыши

На иллюстрации ниже представлено несколько современных способов крепления стропильных балок к мауэрлату.

При этом используются способы с запилом балки по месту (или предварительно, с вспомогательными опорными элементами и накладками-кобылками для удлинения стропил и увеличения свеса по мере необходимости.

Укороченные стропильные балки к диагональным крепятся немного иначе, поскольку нагрузка на них снижена и обычный способ монтажа не подходит.

Крепления балок в коньковой части также имеют отличия. Выбор конкретного способа зависит от навыков работы строителей, имеющихся крепежных материалов и планируемого типа гидроизоляции.

Связка диагональных стропил, конька и промежуточных стропильных брусьев особенно ответственна, поскольку этот узел обеспечивает жесткость всей конструкции.

Монтаж обрешетки

При устройстве обрешетки следует учитывать плотность ее настила, сечение выбранной доски и последовательность создания гидро- и теплоизоляционного слоя. Это отдельные большие темы, требующие всестороннего освещения, поэтому в рамках данной статьи следует учесть:

  • расположение досок или планок обрешетки на углах кровли (по диагональным стропилам) должно совпадать;
  • количество, сечение и способ установки обрешетки зависит от выбора кровельного материала и изолирующих слоев;
  • устройству обрешетки следует уделять не меньшее внимание, чем монтажу стропильных конструкций.

Заключение

При любой конструкции стропил вальмовой крыши правильно устроенная система легко выдерживает нагрузку от собственного веса и атмосферных осадков. Однако сложность построения схемы вальмой кровли и расчет стропильной системы требует работы профессионалов, то же самое касается и монтажа. Браться за самостоятельный расчет и возведение такой крыши стоит только при наличии достаточного опыта строительства.

Ссылка на основную публикацию