Warning
/var/www/krysha-expert..php
on line 2580
Warning /var/www/krysha-expert..php on line 1802
Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580
Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802
Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580
Warning
: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php
on line 1802
Расчет стропильной системы следует делать не после строительства коробки дома, а еще на этапе изготовления проекта здания. Надо помнить, что для очень ответственных и престижных сооружений такие работы рекомендуется заказывать профессиональным архитекторам, только они смогут выполнить правильные расчеты и гарантировать длительность и безопасность эксплуатации сооружения.
Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.
| Тип стропильной системы двухскатной крыши | Архитектурные особенности и краткое описание |
|---|---|
| Наиболее часто используемый вариант, имеет два полностью одинаковых ската прямоугольной формы. Нагрузки между отдельными элементами распределяются равномерно вне зависимости от их расположения. Количество дополнительных упоров не ограничивается, конкретное решение принимается в зависимости от планов использования чердачных помещений. Расчеты можно делать при помощи бесплатных программ, размещенных на строительных сайтах. |
| Конек смещен в одну из сторон дома или скаты с различными углами наклона. Более сложная для расчетов стропильная система крыши. Если в упрощенном варианте можно рассчитывать один скат и полученные данные автоматически применять для второго, то для асимметричной стропильной системы такой вариант использовать нельзя. Преимущества – оригинальный внешний вид. Недостатки – сложность расчетов и монтажа и уменьшение используемого чердачного пространства. |
| Чаще всего используется во время строительства мансардных помещений, позволяет существенно увеличивать объем чердачных помещений. Расчеты по сложности относятся к средней категории. Стропильная система с наружным изломом. Редко встречаются системы с внутренним изломом, кроме оригинального внешнего вида, они никаких преимуществ не имеют. |
Конструктивные элементы стропильной системы
Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.
Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.
Цены на брус
Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.
Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.
Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.
Затяжки рассчитываются на растяжение.
Прогоны
Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.
Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.
Лежни
Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.
Обрешетка
Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.
Какая обрешетка необходима под профнастил? Когда монтировать деревянную, а когда металлическую? Как правильно выбрать шаг обрешетки и какие при этом учитывать факторы?
Цены на доски строительные
Доски строительные
Этапы расчета двухскатной крыши
Все работы состоят из нескольких этапов, каждый оказывает большое влияние на устойчивость и долговечность эксплуатации конструкции.
Расчет параметров стропильных ног
На основании полученных данных определяются линейные параметры пиломатериалов и шаг ферм. Если нагрузки на стропила очень большие, то для равномерного их распределения устанавливаются вертикальные или угловые упоры, расчеты повторяются с учетом новых данных. Меняется направление воздействия усилий, величина крутящих и изгибающих моментов. Во время расчетов должны учитываться три вида нагрузок.
- Постоянные.
К этим нагрузкам относится вес кровельных материалов, обрешетки, утеплительных слоев. Если чердачное помещение эксплуатируемое, то следует принимать во внимание массу всех отелочных материалов внутренних поверхностей стен. Данные по кровельным материалам берутся из их технических характеристик. Легче всех металлические кровли, тяжелее всех натуральные сланцевые материалы, керамическая или цементно-песчаная штучная черепица.
- Переменные нагрузки.
Самые сложные для расчетов усилия, особенно в настоящее время, когда климат резко меняется. Для расчетов по-прежнему берутся данные со справочников СНиПа устаревшего образца. Для его таблиц применялись сведения пятидесятилетней давности, с этих пор значительно изменилась высота снежного покрова, сила и преобладающее направление ветра. Снеговые нагрузки могут в разы превышать имеющиеся в таблицах, что оказывает весомое влияние на достоверность расчетов.
Причем высота снега изменяется не только с учетом климатической зоны, но и в зависимости от расположения дома по сторонам света, рельефа местности, конкретного места расположения здания и т. д. Такими же недостоверными являются и данные о силе и направлении ветра. Архитекторы нашли выход из этой сложной ситуации: данные берут из старевших таблиц, но для страховки надежности и устойчивости в каждой формуле применяют коэффициент запаса прочности. Для ответственных стропильных систем на жилых зданиях норматив составляет 1,4. Это значит, что все линейные параметры элементов системы увеличиваются в 1,4 раза и за счет этого повышается надежность и безопасность эксплуатации конструкции.
Фактическая нагрузка от ветра равняется показателю в регионе расположения строения, умноженному коэффициент поправки. Поправочный коэффициент характеризует особенности расположения здания. По такой же формуле определяется и максимальная снеговая нагрузка.
- Индивидуальные нагрузки. К этой категории относятся специфические усилия, влияющие на стропильную систему двухскатной крыши во время землетрясения, торнадо и иных природных катаклизмов.
Конечные значения определяются с учетом вероятности одновременного действия всех вышеперечисленных нагрузок. Размеры каждого элемента стропильной системы рассчитываются с применением коэффициента запаса прочности. По такому же алгоритму проектируются не только стропильные ноги, но и перемычки, упоры, растяжки, прогоны и прочие элементы крыши.
Проектирование любой крыши — дело достаточно кропотливое, так как большая часть ударов непогоды — снег, дождь и сильный ветер приходятся в первую очередь на кровельные скаты и стропильный каркас. Даже при том, что по устойчивости и прочности двухскатная крыша считается наиболее оптимальным вариантом для любого малоэтажного здания.
Специалистам приходится неоднократно выполнять расчет высоты конька двухскатной крыши, чтобы подобрать золотую середину между углом наклона ската, объемом подкрышного пространства и парусностью постройки.
На что влияет высота конька
Любой человек, незнакомый с особенностями планировки и расчета двухскатной крыши, интуитивно может догадываться, что высота конька не может выбираться. Это действительно так. От высоты, на которой находится линия стыковки двух скатов, зависят два основных фактора, определяющих жизнеспособность и цену стропильного каркаса крыши:
- Длина стропил. Чем выше поднят конек, тем длиннее стропильные балки;
- С увеличением высоты конька возрастает стоимость балок, доски распорок и подкосов;
- Чем выше конек, тем больше расход кровельного покрытия, пленочной паро и гидроизоляции, утеплителя, подкладочного материала;
- Возрастает парусность постройки, если высота конька превысит определенное расчетом предельное значение, возможна ситуация, когда коробка здания не в состоянии удержать крышу.
В расчетах параметров крыши фактор влияния атмосферных явлений принимается, как один из наиболее важных. От высоты конька зависит не менее важная характеристика — угол наклона скатов крыши, чем выше конек, тем больше уклон.
К сведению! Порыв ветра средней интенсивности создает динамическое давление по нормали к поверхности кровельного пирога, достигающее 20 кг на квадратный метр.
Увеличение угла наклона на 5 о будет означать, что высота конька и длина ската крыши увеличатся почти на 10%, соответственно, для 10 о увеличение составит почти 30%. Казалось бы, улучшился сход дождевой воды и увеличился объем теплоизолирующего подкрышного пространства. Но одновременно возросла на 30% сила давления ветра. Расчет показывает, что давление скоростного потока воздуха на плоскость обычной двухскатной крыши размером 8х8 м составляет более 1200 кг, что само по себе немало, учитывая прочность стропильных балок. В этих условиях дополнительные 400 кг могут оказаться фатальными для мауэрлата крыши.
Строители не любят высоких коньков. Обычно это означает, что стропильные балки придется закупать по завышенной цене. Получается, чем больше высота конька, тем дороже обходится материал для двухскатной крыши. Для бруса, длиной более 6 м, цена за метр растет почти в арифметической прогрессии. Кроме того, стропильные балки приходится сращивать, а из-за изменения пропорций они становятся чрезмерно гибкими. Чтобы предотвратить слишком большой прогиб, нужно выполнить контрольный расчет деформации каждой балки и обязательно использовать подкосы.
Высоту конька нельзя увеличивать произвольно еще и по соображения устойчивости кровельного покрытия. Перед тем как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, необходимо определиться с видом кровельного покрытия. Большинство производителей выдают рекомендации об оптимальном угле наклона двухскатной крыши для конкретного вида кровельного материала. Например, гибкую черепицу нельзя укладывать на скат крыши с уклоном менее 16 о и более 40 о, а ондулин и металлочерепица не используются на скатах c углом наклона 60-65 о.
Положительные моменты увеличения высоты конька
Основных преимуществ со знаком плюс, возникающих при увеличении высоты конька, всего три:
- Снижение давления снегового покрова;
- Увеличение полезного пространства чердака за счет более высоких потолков;
- Улучшение вентиляции подкрышного пространства, снижение риска затекания дождевой воды под кровельный пирог, уменьшение расходов на утепление за счет более объемной воздушной подушки.
Крыша с высоким коньком идеально подходит для плотной городской застройки, при наличии большого количества осадков в виде снега, дождя и тумана. Такую кровлю зачастую даже не оборудуют полноценной теплоизоляцией, так как воздушный карман чердачного помещения снижает потери тепла в 3-4 раза более эффективно. Но для двухскатных крыш с высоким коньком потребуется особая конструкция фронтонов. Более эффективным решением будет заменить двухскатную крышу полувальмовой датской схемой.
Прежде чем сделать выбор, какой угол для двухскатной крыши подойдет больше всего, уместно будет сравнить те преимущества и недостатки, которые влечет за собой увеличение высоты конька.
Например, насколько важно для хозяев большое пространство чердака. Простой геометрический расчет показывает, что попытка обустроить жилое помещение на втором этаже здания с обычной двухскатной крышей, как правило, неэффективно. В этом случае используется менее половины рабочего пространства.
К сведению! Если высота стен мансардного помещения двухскатной крыши превысит 120 см от уровня потолочного перекрытия, строительная инспекция может квалифицировать его, как второй этаж, и запретить строительство или отказать в регистрации постройки.
В то же время стоимость возведения стропильной системы крыши за счет дополнительного количества пиломатериалов и утепления увеличится более чем на 70%. Нужно будет еще раз выполнить расчет сметы, скалькулировать стоимость услуг рабочих, и главное - пересчитать прочность стропильных балок для новой высоты конька.
В итоге получается, что двухскатная крыша с высотой конька более двух высот стен здания выгодна в первую очередь для дачных построек, когда чердак не утепляется и используется только как хозяйственное помещение. Но даже в этом случае высоту конька для двухскатной крыши нужно рассчитывать по науке.
Как определяется высота конька
Если выбор типа кровельного покрытия уже сделан, то для определения высоты конька потребуется сделать расчет или оценку устойчивости кровли к воздействию погодных факторов в данном климатическом поясе.
Возможно, вам не придется самостоятельно проверять устойчивость стропильного каркаса при различной высоте конька, это удел профессиональных проектировщиков. Но нужно знать, что расчет выполняется, исходя из статистики метеорологической службы по трем определяющим факторам:
- Преимущественному направлению и средней скорости ветра у поверхности земли и на высоте 7-10м;
- Средней и максимальной толщине снежного покрова в данной местности за последние 70 лет;
- Среднесуточная, максимальная плюсовая и минусовая температура на местности.
Для расчета потребуются табличные данные из свода правил СП 20-13330-2011, согласно которому территория страны разбита на восемь зон, с примерно равным количеством снега, выпадающего максимально в течение контрольного периода зимы. К первому поясу относят снеговую нагрузку в 80 кг/м 2 , для последнего, восьмого пояса количество снега на одном квадрате может достигать 560-600 кг.
Если сравнивать давление снега на крышу и динамическое давление ветра, то становится ясным, что расчет высоты конька и угла наклона двухскатной крыши должен проводиться в первую очередь по снеговой нагрузке. Для снежных районов высоту конька выбирают так, чтобы угол наклона двухскатной кровли находился в пределах 30-60 о. При больших углах давление снега можно не учитывать.
Но это не значит, что динамический напор ветра можно вообще не принимать в расчет. Например, рассмотрим систему фронтонов двухскатной крыши. При высоте конька в 3 м и ширине основания в 6 м площадь поверхности одного фронтона составляет 9 м 2 . По расчету, при скорости ветра в 10-12м/с на фронтон крыши будет воздействовать горизонтально приложенная сила в 200 кг. Это значит, что даже при небольшой высоте конька у стропильной системы есть шанс быть сложенной, как карточный домик, если в расчете каркаса не предусмотрена установка подкосов и ветровых досок.
Геометрия конька двухскатной крыши
Зачастую у всех, кто впервые соприкасается с темой расчета двухскатной крыши, возникает закономерный вопрос, - зачем нужно выполнять расчет высоты конька, если основные характеристики определяются углом наклона скатов?
По сути, угол наклона используется преимущественно для того, чтобы принять в расчет внешние климатические факторы, а высота конька является сугубо конструкционной величиной. От выбранной высоты конька определяются длина стропил и длина распорок и стоек, удерживающих коньковую балку.
Для выполнения расчета высоты конька используют два способа:
- С помощью тригонометрических функций;
- Табличный способ, по заранее рассчитанным длинам стропил и основания.
Если двухскатная крыша выполнена по симметричной схеме, то для расчета достаточно знать длину заложения или половину основания крыши и угол наклона. Далее по тангенсу определяем высоту конька, как на схеме.
Понятно, что тригонометрические функции очень неудобны и, главное, не наглядны для практической работы. Поэтому в строительных справочных таблицах можно увидеть обозначение угла наклона, как 5:10. Неважно, сколько это градусов, для расчета мастеру достаточно знать, что 5 - это высота конька, а 10 — длина заложения.
Кроме того, опроеделить высоту конька можно графическим или практическим методом. В первом случае используются чертежи или точные эскизы конструкции будущего стропильного двухскатного каркаса. Для строительных расчетов иногда достаточно просто измерить линейкой и пересчитать значения в масштабе чертежа. Несмотря на внешнюю примитивность, это наиболее надежный и проверенный способ расчета. Во втором случае приходится забираться на крышу с рулеткой и отвесом и измерять высоту конька на практике.
К примеру, при сборке двухскатного каркаса необходимо точно вырезать длину стропила и выполнить запил под опорные площадки на коньковой балке и на мауэрлат. На практике данные теоретического расчета длины используют только как справочные. Чтобы выполнить запил, мастер поднимается на крышу, измеряет отвесом и рулеткой высоту конька и длину основания, и только после этого выполняет расчет места запила.
Заключение
С развитием програмных комплексов для разработки и проектирования стропильных каркасов крыш можно получить полную деталировку всех конструктивных элементов стропильной системы с размерами и материалами. Но практические навыки выполнения расчета высот и размеров всегда пригодятся, хотя бы для того, чтобы проверить результаты, выданные машиной.
Расчёт необходимой высоты крыши, а также её площадь относятся к одним из наиважнейших задач при планировке и строительстве частного дома.
● От высоты конька напрямую зависит угол ската: чем больше высота конька, тем тем больше угол ската. Если угол ската слишком мал, то в зимний период на крыше обязательно будет образовываться снежная шапка, которая не только угрожает кровле, но и оказывает серьёзное давление на всё строение. При слишком большой высоте ската и, соответственно, значительную площадь покрытия, то из-за сильных порывов ветра она может просто не устоять.
● К основным типам скатных крыш относятся: односкатная, двухскатная (она же щипцовая), четырёхскатная. В частном домостроении двухскатная крыша относится к наиболее распространённым. Это довольно простая конструкция - на отдельно стоящие и налегающие друг на друга пары (связанные между собой обрешёткой стропил) опираются два ската. С торцов крыши два фронтона, которые включают в себя так называемые "слуховые окна", способствующие освещению внутреннего пространства на чердаке.
● При расчёте высоты двускатной крыши
первым делом надо определиться,
какой угол наклона скатов будет наиболее рациональным. Для этого лучше
обратиться к нормативным документам, которые регламентируют этот вид
строительных работ:
СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*
. В этом своде правил есть
формула расчёта снеговой нагрузки для крыш с двухскатной кровлей и
приведена формула ветрового воздействия. Допустимый угол наклона крыши в
зависимости от климатических и погодный условий определённого региона
может быть разный. Для центральных областей РФ допустимый угол наклона
находится в пределах 30-45º
.
● После того, как определён угол наклона , можно приступать к расчёту высоты конька крыши. Воспользуемся нехитрыми приёмами из практической геометрии.
| Представим
крышу в виде треугольника. Необходимая
высота конька
будет выполнять функцию
неизвестного катета А, который будет
делить площадь треугольника на ещё два,
но уже прямоугольных треугольника.
Формула для расчёта катета
: А = В х tgА.
Второй катет В - это 1/2 ширины дома. Проектирование двускатной крыши выполняется, как правило, по длинной стороне строения. Тангенс угла определяется из таблицы, исходя из значения градуса уклона. |
|
Полученные значения подставляем в формулу: А = В х tg А и получаем нужную высоту конька крыши.
● Определим высоту двухскатной крыши на примере :
Строение с размерами 6х9 метров, угол наклона кровли составляет 40º . Ширину - 6 м делим пополам: 6: 2 = 3. Это и есть катет В - его значение = 3. По таблице определяем, что tg 40º = 0,84. Для поиска оптимальной высоты конька подставляем все исходные значения в формулу: А = 3 х 0,84 = 2,52. Получилось, что наиболее приемлемая высота конька составляет 2,52 м.
● Угол наклона крыши при строительстве частного дома.
● Простые расчёты нужной высоты двускатной крыши при проектировании частного дома помогут в дальнейшем избежать серьёзных проблем в эксплуатации одного из основных компонентов всего строения.
Возведение крыши дома является завершающим этапом строительства и требует знаний о том, как рассчитать ее правильно.
Завершающий этап строительства дома — возведение крыши.
Что нужно учесть при расчете высоты крыши?
Крыша считается одним из самых важных элементов дома. При условии правильного выполнения она дополняет внешний вид дома, сохраняет тепло и комфорт внутри помещений. Как рассчитать высоту крыши? Для этого следует учитывать несколько факторов:
Для определения высоты крыши необходимо учитывать следующие факторы: количество скатов и угол наклона, форму крыши, высоту всего здания, вид материала.
- количество скатов и угол их наклона;
- форму;
- высоту всего здания;
- природные факторы (силу ветра, среднее количество осадков в год и др.);
- вид материала;
- пожелания хозяина дома.
Кроме того, увеличить размер конструкции может конек крыши, от которого зависит строение стропильной системы. Без знания этого параметра сложно рассчитать общую площадь кровли и количество материалов, необходимых для дальнейшей работы. Параметры конструкции будут зависеть и от других элементов: слоя утеплителя, снегозадержателей и др.
Если расчеты выполнены правильно, это позволит не только повысить прочность конструкции, но и сэкономить на
покупке строительных материалов, не переплачивая за излишек.
Способы расчета зависят от вида крыши дома.
Это важно учитывать, чтобы получить точные результаты.
Существует несколько основных видов крыш:
- двускатная;
- односкатная;
- четырехскатная;
- мансардная;
- шатровая.
Вернуться к оглавлению
Как рассчитать размер конька?
Таблица расчета минимального угла наклона для разных видов крыш.
Для правильного расчета конструкции крыши необходимо вычислить высоту конька. Он влияет на то, каким будет угол наклона ската и сколько потребуется средств для строительства.
Угол наклона зависит от материала, из которого планируется делать кровлю. Некоторые покрытия можно укладывать на кровлю с наклоном от 15 до 60°, другие — от 11 до 90°.
Важно учитывать функциональность и внешний вид будущей крыши. Плоская кровля испытывает значительную нагрузку по мере накопления снега. Слишком острая кровля выглядит не эстетично, к тому же увеличивается ветровая нагрузка. Оптимальным для европейской части континента считается угол наклона ската от 35 до 40°.
Коньковый прогон (конек) представляет собой горизонтально расположенный брус, который является стыком двух скатов кровли, именно на этот элемент опираются стропильные ноги. Обычно коньковый прогон применяется для двускатной кровли. Он может быть сделан из разных материалов в зависимости от материала основной часть кровли. Чаще всего используется оцинкованный кровельный прогон.
Для расчета высоты конька нужно вооружиться знаниями, полученными на уроках геометрии. Примите коньковый прогон за катет прямоугольного треугольника, длину дома — за второй катет / 2 и длину ската — за гипотенузу. Затем следуйте правилу: длина одного катета прямоугольного треугольника равняется длине второго катета, умноженного на тангенс угла при основании.
Вернуться к оглавлению
Расчет односкатной и двускатной конструкции
Высота конструкции вычисляется по формуле: ширину здания надо разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона.
Односкатная крыша — самый легкий вариант, поэтому ее расчет и возведение не требуют большого опыта строительных работ. Для того, чтобы получить высоту односкатной кровли, нужно измерить ширину здания в сантиметрах. Затем полученное число разделить на вторую цифру показателя оптимального уклона кровли. Так, если рекомендуется соотношение 1:5, то ширину здания нужно делить на 5. В результате получится число, которое показывает высоту односкатной крыши.
Чтобы рассчитать высоту крыши с двумя скатами, сначала нужно определить угол уклона. Чаще всего он составляет 30-50°. Меньший угол приведет к тому, что на поверхности будет скапливаться снег, что увеличит нагрузку на стропильную систему. Если уклон будет больше 50°, то усилится ветровая нагрузка.
Вычислить высоту конструкции можно по формуле: ширину здания разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона. Например, нужно определить высоту кровли дома шириной 8 м. Крыша двускатная, ее угол наклона — 35°. Коэффициент высоты (тангенс 35) равен 0,7. По формуле, ширину дома нужно разделить на 2 и умножить на коэффициент 0,7. В результате высота будет равна 2,8 м.
Вернуться к оглавлению
Расчет четырехскатной конструкции
Четырехскатная кровля на сегодняшний момент считается наиболее прочной, а кроме того, она отличается привлекательным внешним видом. Такая конструкция позволяет с легкостью монтировать отдельные элементы, например, окна.
Существуют 2 основные разновидности крыш:
- шатровые;
- вальмовые.
Виды скатных крыш: а – пологая двухскатная; б – крутая двухскатная; в – вальмовая четырехскатная; г – односкатная (в форме парты); д – ломаная (мансардная) двухскатная; е – шатровая четырехскатная.
Отличительной чертой шатровых крыш является одинаковая форма и площадь всех скатов. Шатровые крыши возводят на зданиях с одинаковой длиной сторон, они хорошо выдерживают ветровую нагрузку, что делает их идеальным вариантом для местности без определенного направления ветра.
Вальмовые крыши состоят из двух трапециевидных скатов и двух треугольных — вальмов. Конструкция такой кровли достаточно сложная, требует покупки большого количества дорогих материалов, но она отличается прекрасным внешним видом, идеально подходит для создания мансард. В вальмовых крышах часто встречаются встроенные элементы, например, окна.
Углы наклона вальмовых кровель достаточно большие, что делает их не лучшим вариантом для местности с сильным ветром. Это ограничение можно обойти с помощью установки дополнительной защиты, что потребует денежных вложений.
Для того, чтобы рассчитать высоту четырехскатной крыши, можно воспользоваться той же формулой, которая использовалась для расчета двускатной. Кроме этого, нужно вычислить высоту конька и системы стропил. Тщательные расчеты объясняются более сложным строением, необходимостью правильно подобрать несущие конструкции.
Оптимальная высота вальмовой кровли зависит от высоты мансарды. Чаще всего расстояние от пола до конька составляет 2 м плюс 50 см на утепление и обшивку.
Высота крыши влияет на внешний вид дома, сложность сборки стропильного каркаса и технические характеристики. Поэтому важно уделить особое внимание определению размера и только после этого закупать материал. Для того чтобы сделать расчеты необязательно обращаться в специализированные организации. В статье обсудим как правильно рассчитать высоту крыши, а также что на нее влияет.
Коньком называют горизонтальное ребро сопряжения вершин двух скатов крыши. Завышение и занижение высоты негативно влияет на эксплуатацию кровли, портит внешний вид здания. Поэтому при расчете недостаточно руководствоваться лишь собственным вкусом. Перед тем как рассчитать высоту конька важно обратить внимание на различные технические условия.
В статье примем по умолчанию крыши с равными скатами по длине и углу наклона. Это упростит определение высоты, хотя все описанные принципа применимы и к асимметричным конструкциям.
Согласно геометрии, один из скатов будет гипотенузой, а расстояние от конька до основания катетом.
- тип кровельного покрытия;
Теперь пройдемся по каждому пункту более подробно.
Кровельное покрытие
Для разных материалов есть собственные требования по крутизне уклона. От этого показателя будет зависеть расчет высоты конька двускатной крыши. Есть общие принципы выбора материал в зависимости от угла ската:
- Для небольших штучных элементов уклон ската должен быть больше чем для длинных листовых материалов. Это связано с тем, что при скапливании влаги в стыках могут появиться протечки. Поэтому коньки для шиферной крыши выше чем коньки на крышу из металлочерепицы. Дело в том, что длина волнового шифера всего 1,75 м, а металлический кровельный материал может занимать всю длину ската.
- Высота коньковой крыши влияет и на количество стыков. С занижением угла должно уменьшаться и количество соединений, нахлестов. Поэтому самыми надежными вариантами считаются крупнолистовые и рулонные материалы.
- Тяжелые кровельные элементы размещают на крутых скатах. Крыши из шифера и керамической черепицы имеют большую массу, поэтому делают крутой уклон. Так, они не прогибают стропильные балки.
При этом стоит помнить, что чем круче уклон, тем больше материала для покрытия крыши понадобится. Так, если брать за 100% потребность для угла ската 7-10°, тогда угол в 45° потребует 150% перерасход, а угол 60° - все 200%.
Размеры скатов относительно ширины дома будет меняться вместе с высотой конька.
Чердачное помещение
Существует две разновидности домов: с чердачным помещением и без него. Для каждого варианта есть собственные условия расчета высоты конька. Если чердачное помещение жилое, тогда к росту самого высокого владельца добавляется 30-40 см. Но лучше подумать и о гостях, сделав потолок на высоте 2,4 метра. Но важно помнить, что это только потолок, а не высота крыши. Сюда нужно будет прибавить еще полметра или больше, в зависимости от предпочтений.
Если чердачное помещение нежилое, тогда высота конька рассчитывается под влиянием пожарной безопасности. Один из пунктов обязывает владельцев обеспечить сквозной проход под кровлей высотой не меньше 1,6 метра, а шириной 1,2 м. При сложных стропильных системах эти размеры могут быть сокращены на 0,4 м. Это пространство обеспечит свободный воздухообмен и проход для ремонта, осмотра.
Бесчерданые здания строятся так, что над перекрытием предыдущего этажа дополнительно возводятся стены. Например, в полумансардных зданиях высота стен увеличена на 1,4 метра. В таких конструкциях высота крыши отсчитывается от нижней грани мауэрлата. Такие конструкции подходят для климатических зон с сильными ветрами. Это делает возможным уменьшить уклон ската.
Бесчердачные сооружения популярны в строительстве гаражей, складов и других небольших бытовых построек. Обычно в них не предусматривается чердачное перекрытие, тем самым происходит экономия материала и времени.
Атмосферные явления
Климатические условия напрямую влияют на высоту конька. Поэтому в разных городах имеется свой «золотой» уклон ската. К атмосферным явлениям относят следующие факторы:
- Осадки. Чем больше дождей снега в вашем регионе, тем больший уклон нужно делать. Соответственно увеличивается и высота крыши. Если пренебречь этим условием, тогда увеличивается вероятность появления протечек.
- Ветер. Для местностей с ветрами средней и малой силы нет разницы в высоте конька. А вот так, где часто дуют сильные, порывистые ветра обычно уклон кровли не превышает 10°. Это накладывает определенные ограничения на применяемые материалы. Не учитывая силу ветра, вы рискуете потерять всю конструкцию крыши.
- Количество снега. Существует отношение между крутизной уклона и количеством снега. Чем больше его выпадает зимой, тем больший угол нужно делать. Причина в увеличении нагрузки на стропильную систему. Рекомендуется отдавать предпочтение скатам уклоном больше 45°.
Определить особенности региона проживания можно обратившись в местную метеослужбу или к справочной литературе. В нормативной документации СНиП 23-01-99 или СП 20.13330.2011 есть погодные карты и рекомендации по строительству.
Способы расчета высоты конька
Расчет высоты крыши во многом зависит от ваших предпочтений. Есть два основных способа:
- математический;
- графический.
Разберемся с математическим способом подсчета. Как уже говорилось в первом подзаголовке, по умолчанию взяли двухскатную равнобедренную крышу. У нас есть возможность рассчитать необходимую высоту если знаем угол уклона и расстояние между скатами. Теперь понадобится таблица Брадиса и калькулятор. В справочной литературе находим величину тангенса нашего угла, а после умножаем ее на половину длины между скатами. В итоге получается высота конька.
Рассмотрим расчет на реальном примере. Предположим что наше строение имеет габариты 7х10 метра. При этом находимся в зоне со средними ветрами, а в роли кровельного покрытия используем металлочерепицу. Обустраивать чердак не планируем, а уклон возьмем равным 20°, чтобы дождевая вода без проблем стекала.
Получается, что длина катета составляет 7/10 = 3,5 метра. Согласно данным таблицы тангенс 20° равен 0,839. Теперь перемножаем получившиеся числа: 3,5*0,839 = 2,94. Значит, высота конька двухскатной крыши, от нижней части мауэрлата, составляет 2,94 метра.
Графический способ подойдет тем, кто имеет под рукой лист бумаги, карандаш и линейку с транспортиром. Все что понадобится это начертить крышу в разрезе, соблюдая масштаб. Для этого начертите горизонтальную линию, отметьте на ней границы основания крыши. Определите середину и прочертите перпендикуляр. С одной из сторон при помощи транспортира начертите линию под нужным углом. Точка пересечения покажет высоту, нужно лишь замерить ее линейкой.
Получившийся результат будет приближенным, к нему нужно еще добавить 2/3 толщины стропильной ноги. Небольшие отклонения допустимы и критически не влияют на эксплуатацию крыши. Эти погрешности складываются из необходимости делать вентиляцию под металлочерепицу и обрешетки.
Для того чтобы отметить нужную высоту в реальности достаточно определить середину здания. Затем прибить вертикальный брусок или жердь на нужной высоте. После того как был сделан расчет, постарайтесь как можно точнее перенести его с бумаги на реальное здание. Тогда крыша прослужит многие годы и не даст течи в самые дождливые дни.