Расчет угла наклона крыши

Крыша дома должна быть надежной и красивой, а возможно это при правильном определении ее угла наклона для данного вида кровельного материала. Как рассчитать угол наклона крыши — в статье.

Назначение подкровельного пространства

Перед расчетом угла наклона крыши надо определиться с тем, как будет использоваться чердачное помещение. Если вы планируете сделать его жилым, угол наклона придется делать большим — чтобы помещение было просторнее, а потолки выше. Второй выход — делать ломанную, мансардную кровлю. Чаще всего такую крышу делают из двухскатной, но может она иметь и четыре ската. Просто во втором варианте очень уж сложной получается стропильная система и без опытного проектировщика просто не обойтись, а большинство предпочитает делать все самостоятельно, своими руками.

Чем выше конек, тем больше полезная площадь подкровельного пространства. Но одновременно увеличивается и площадь крыши

При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:

• Значительно увеличиваются расходы на кровельные материалы — возрастает площадь скатов.
• На большие скаты сильнее воздействует ветровая нагрузка. Если сравнивать нагрузку на одном и том же доме с углом в 11° и в 45°, во втором случае она окажется больше почти в 5 раз. Чтобы кровля могла противостоять таким нагрузкам, стропильную систему делают усиленную — ставят балки и стропила большего сечения с меньшим шагом. А это — увеличение ее стоимости.
• Если угол наклона ската больше 60°, снеговые нагрузки не учитываются — осадки скатываются и не задерживаются. Но при устройстве ломанной мансардной крыши снеговые нагрузки учитываются при расчете верхней ее части — там плоскости имеют уклон менее 60°.
• Не все кровельные материалы могут использоваться на крутых скатах, так что внимательно сморите на максимальный угол наклона, с которым могут данные крыши использоваться.

Угол наклона отображен через отношение высоты конька и половины ширины здания

Это не значит, что крыши с малым уклоном лучше. Они обходятся по материалам дешевле — меньше площадь кровли, но имеют свои нюансы:

• Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
• Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и водосточной системы — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
• При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.

Так что кровли с малым уклоном — тоже не подарок. Вывод: рассчитать угол наклона крыши надо так, чтобы найти компромисс между эстетической составляющей (дом должен смотреться гармонично), практической (при жилом подкровлельном пространстве) и материальной (расходы необходимо оптимизировать).

Угол наклона в зависимости от кровельного материала

Крыша на доме может иметь практически любой вид — может иметь низкие скаты, может — почти отвесные. Важно при этом правильно рассчитать ее параметры — сечение стропильных ног и шаг их установки. Если вы хотите уложить на крышу определенный вид кровельного материала, принимать во внимание надо такой показатель, как максимальный и минимальный угол наклона для данного материала.

Наименование кровельного материала	Минимальный угол наклона (в градусах)
Асбоцементный шифер и ондулин	6­°
Цементно-песчаная и керамическая черепица	10°
Гибкая битумная черепица	12°
Металлочерепица	6°
Асбо-цементные или сланцевые плиты	27°
Стальные оцинкованные, медные, цинк-титановые листы	17°
Профнастил	6°

Минимальные углы прописаны в ГОСТе (смотрите таблицу выше), но часто производители дают свои рекомендации, так что желательно определиться с конкретной маркой еще на стадии проектирования.

Чаще угол ската крыши часто определяют исходя из того, как сделаны они у соседей. С практической точки зрения это правильно — условия у близлежащих домов аналогичны, и, если соседские крыши стоят хорошо, не текут, можно взять за основу их параметры. Если же по соседству нет крыш с тем кровельным материалом, который вы планируете использовать, можно начать расчеты со средних значений. Они приведены в следующей таблице.

Тип кровлеьного материала	Рекомендуемый угол наклона минимальный/максимальный	Какой наклон ската делают чаще всего
Кровля из толя с посыпкой	3°/30°	4°-10°
Двухслойная толевая	4°/50°	6°-12°
Цинковая с двойными стоячими фальцами	3°/90°	5°-30°
Шпунтованная черепица с 4-мя желобками	18°/50°	22°-45°
Голландская черепица	40°/60°	45°
Обычная керамическая черепица	20°/33°	22°
Профнастил и металлочерепица	18°/35°	25°
Асбоцементный шифер	5°/90°	30°
Искусственный шифер	20°/90°	25°-45°
Солома или камыш	45°/80°	60°-70°

Как видите, в графе «как делают» в большинстве случаев есть солидный диапазон. Так что имеется возможность варьировать внешний вид здания даже с одинаковой крышей. Ведь кроме практической роли крыша еще и украшение. И при выборе угла ее наклона немаловажную роль играет эстетическая составляющая. Сделать это проще в программах, дающих возможность отобразить объект в объемном изображении. Если воспользоваться этой методикой, то рассчитать угол наклона крыши в данном случае — выбрать его из определенного диапазона.

Влияние климатических факторов

На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.

Карта снеговых нагрузок РФ

Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.

Расчет снеговых нагрузок

На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.

Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:

• угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
• от 25° до 60° — 0,7;
• на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.

Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.

И все это крыша должна выдержать

Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м 2 . Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м 2 * 0,7 = 167 кг/м 2 . Это — только часть расчета угла наклона крыши.

Расчет ветровых нагрузок

Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.

Карта ветровых нагрузок РФ

Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:

• Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
• Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
• Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.

Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).

В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания (приведены в таблице). Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.

Высота здания	Зона «А»	Зона «Б»	Зона «В»
менее 5 метров	0,75	0,5	0,4
от 5 м до 10 м	1,0	0,65	0,4
от 10 м до 20 м	1,25	0,85	0,55

Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м 2 . В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м 2 * 0,5 = 16 кг/м 2 .

Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).

Коэффициенты для учета аэродинамической составляющей ветровой нагрузки

Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.

Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м 2 . Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.

Итак, выводы. Рассчитать угол наклона крыши — это, Скорее, выбрать один из возможных вариантов. Важно только чтобы выбор этот оказался правильным.

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши и чем опасен неверный подбор угла

25.01.2017 9,553 Просмотров

Двухскатная крыша — одна из наиболее часто используемых конструкций кровли, имеющая две наклонные плоскости, разделенные ребром — коньком.

Скаты могут быть как одинаковые, создающие в поперечном сечении равнобедренный треугольник, так и разные, имеющие различные углы наклона и площадь.

Кроме того, распространена мансардная конструкция двухскатной крыши, когда скаты состоят из двух плоскостей с разным углом наклона.

Такая конструкция позволяет более эффективно использовать чердачное пространство в хозяйственных или жилых целях.

Основным преимуществом двухскатных крыш считается простота сооружения и надежность в эксплуатации, отсутствие или малое число ендов или разжелобков, способствующих скоплению воды или снега.

Конструкция в целом обеспечивает оптимальное распределение веса стропил и кровли на стены, способствуя максимальному сроку службы крыши.

Подробно о том, как сделать двускатную крышу самому вы прочитаете здесь.

Какие силы воздействуют на стропила и кровельное покрытие

В течение срока эксплуатации крыша постоянно испытывает нагрузки разного рода. Проблема состоит не в их наличии — этот вопрос легко решается усилением стропильной системы. Дело в разнообразии и в неравномерности этих нагрузок.

Постоянная и неизменная — вес кровельного пирога и собственно кровли, они создают непрерывное давление на элементы стропил за счет своего веса. К дополнительным относится ветровая нагрузка и вес выпадающих осадков.

Если в регионе преобладают умеренные ветра определенного направления, то разовый порыв ураганной силы может причинить значительный урон или вовсе сорвать крышу. В зимнее время при аномально большом количестве выпавшего снега нагрузка на кровлю может превысить допустимые значения, что чревато деформациями или нарушением целостности покрытия и образованием протечек.

Бороться с такими природными проявлениями можно только профилактическими мерами:

• Созданием запаса прочности при расчетах.
• Учетом преобладающих в регионе ветров, их силы и направления.
• Учетом среднегодового количества осадков, их состава и качественных показателей.
• Правильным выбором угла наклона скатов.

Выбор правильного угла наклона скатов — один из самых действенных приемов нейтрализации вредных воздействий на стропильную систему. Он позволяет снизить давление снега за счет исключения его скапливания, отрегулировать ветровую нагрузку за счет уменьшения парусности кровли и обеспечить сток дождевой воды, исключая ее замерзание в ночное время в осенний период.

Ветровые нагрузки на стропильные системы

Зависимость угла наклона от выбора кровельного материала

С точки зрения экономии материала и снижения парусности кровли, угол наклона скатов должен быть минимален.

При этом, слишком пологая крыша будет удерживать большие массы снега или препятствовать эффективному оттоку воды.

Но самым главным критерием выбора угла наклона является кровельный материал.

Его характеристики определяют оптимум, основываясь на таких показателях:

• Жесткость. Величина, определяющая допустимый вес или давление на поверхность без вызывания деформаций.
• Пластичность. Способность материала менять форму под воздействием нагрузок без разрушения.
• Водонепроницаемость. Впитывание воды способствует быстрому разрушению материала.
• Качество поверхности. Снеговые массы легко сходят с гладких поверхностей, освобождая кровлю от давления. При этом, сход больших объемов может причинить определенный вред людям или имуществу, оказавшимся в зоне падения снега.

Исходя из этих параметров, для каждого типа кровельного материала существуют свои пределы наклона скатов. Несколько упрощая, можно сказать, что материалы с более гладкой и водонепроницаемой поверхностью допускают наименьший угол наклона, а более шероховатые и впитывающие воду — требуют более крутого наклона. В основном, преобладают значения от 20° до 45°.

Зависимость угла от угла и кровельного материала

Как измерить угол наклона двухскатной крыши

Прежде всего, следует определиться, что такое угол наклона. Это угол между плоскостью ската и горизонталью.

Наклон скатов принято измерять в градусах или в процентах. Если с градусами все понятно, то проценты получаются из отношения высоты конька над перекрытием верхнего этажа к половине ширины здания.

Использование процентов введено для простоты — сложные тригонометрические расчеты чреваты ошибками, а разделить одну величину на другую проще и точнее. Тем не менее, часто прибегают к помощи таблиц Брадиса, чтобы узнать точное значение в градусах.

При расчетах угла наклона ломаного ската используются значения, относящиеся к определяемым участкам. Это относится как к ширине — учитывается та часть, которая накрывается участком кровли, так и к высоте над перекрытием.

Это касается как определения нагрузок и мощности несущих элементов, так и расчета необходимого количества материала.

Как измерить угол двускатной крыши

Минимальный угол наклона двухскатной крыши

Необходимо сразу определиться с правильным пониманием термина «минимальный». Имеется в виду наименьшее допустимое значение угла наклона кровли с учетом ветровой и снеговой нагрузки.

Именно в этом моменте кроются многие сложности: указанные величины в разных регионах сильно отличаются друг от друга, поэтому необходимо знать среднегодовое количество осадков, объемы снега и его качественный состав (мокрый снег гораздо тяжелее сухого и может стать причиной разрушения неправильно рассчитанной крыши).

Кроме того, следует иметь представление о преобладающих ветрах, их силе и направлении и, что особенно важно, о наличии в регионе периодических порывов ветра ураганной силы.

Учитывая эти обстоятельства, минимальный угол может быть определен как наименьшее значение, заявленное в СНИПах с поправкой на климатические условия. Специалисты однозначно рассматривают для скатных крыш минимум в 20°, который применяется лишь для нежилых или неиспользуемых чердаков.

Поиск минимального угла

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Угол правильной двускатной крыши лежит в пределах 20°-45°, что соответствует разбросу значений свойств материала и усредненных климатических параметров.

Следует иметь в виду, что рекомендуемые значения могут быть непригодны для данной местности или проекта, поэтому всякий раз надо рассчитывать угол двускатной крыши по конкретным имеющимся данным.

Угол наклона двухскатной крыши — важный показатель, влияющий на долговечность и целостность всей постройки, и относиться к нему как ко второстепенному фактору нельзя.

Учет всех возможных нагрузок, как постоянных, так и разовых экстремальных, поможет обеспечить сохранность и комфорт вашего дома.

Более точные значения выбираются исходя из таких факторов, как::

• Назначение чердака.
• Используемое кровельное покрытие.
• Климатические условия.

Оптимальный угол наклона двускатной крыши

Полезное видео

Рекомендуем просмотреть видео-инструкцию по установке двускатной крыши: