Комфортность эксплуатации и надежность здания в основном зависят от того, насколько качественно и грамотно выполнено строительство крыши, и в том числе от того, насколько правильный наклон крыши. О нем и пойдет речь далее.
Уклон крыши дома в основном зависит от проекта дизайна фасада и кровли здания, также немаловажной особенностью является материал, выбранный для покрытия. Уклон учитывается в зависимости от климатических условий самого региона, в котором строится новое здание. К примеру, в районах, где происходит обильное выпадение осадков, а в зимний период очень сильные снегопады, выбирают уклон ската от 45 до 60 градусов. Такой угол наклона конструируют специально, так как он позволяет снизить нагрузку, особенно в зимние периоды, на кровельную систему, поскольку снег просто не будет скапливаться на крыше, а будет сползать вниз из-за собственного веса.
А если конструируют крышу для региона, где характерны сильные и постоянные ветра, то выбирают минимальный, так как это уменьшает так называемую «парусность» кровельного покрытия. В основном угол выбирают от 9 до 20 градусов. Следовательно, самое универсальное решение - это значение, выбранное между двумя указанными выше диапазонами, т. е. лучше всего делать угол 20-45 градусов. Уклон от 20 до 45 градусов имеет еще одно преимущество - это возможность использовать большинства кровельных материалов, приобретенных на современных рынках.
Разновидности крыш: а – пологая двускатная, б – крутая двускатная, в – вальмовая четырехскатная, г – односкатная (в форме парты), д – ломаная (мансардная) двускатная, е – шатровая четырехскатная, ж, з, и – полувальмовые (мансардные) четырехскатные.
Самой распространенной для подсобных или хозяйственных строений является односкатная форма крыши дома, не предлагающая оригинального дизайна, но одновременно привлекающая простотой возведения и своей низкой стоимостью. Конструкция такой кровли состоит из стен и уложенного на них кровельного материала.
Наклон в данном случае должен быть от 9 до 25 градусов, поскольку чаще всего именно такие крыши в дальнейшем покрывают профнастилом. Такой довольно маленький угол наклона образовывается из-за отсутствия чердачной зоны.
Еще одним довольно распространенным типом является двускатная крыша дома. Ее конструкция представляет собой два ската (две плоскости), соединяющиеся коньком (одной линией). Стены являются торцами здания и их называют фронтонами. В них часто предусматривают двери, которые позволят использовать чердак как дополнительное помещение, к тому же эти двери исполняют роль продухов (вентиляционных отверстий). Делать такие крыши легче всех остальных.
Современные дизайнеры и просто строители зачастую делают вальмовые крыши. Они позволяют выполнить неповторимый дизайн фасада и крыши ломаной формы. В таких конструкциях угол уклона может быть совершенно любым, в зависимости от воображения и вкуса человека, который проектирует конструкцию кровли. Практически не существует ограничений на использование кровельного материала при строительстве таких крыш. Сложная конструкция компенсируется эффектным внешним видом кровли дома, причем чем будет сложнее общий план, тем более оригинальный дизайн вальмовой крыши может получиться.
Более сложной разновидностью вальмовой крыши является мансардная кровля ломаной формы, цель возведения которой - это использование чердачного пространства в жилом помещении, при этом делать утепление и пароизоляцию обязательно.
За счет довольно высоких углов наклона и скатов ломаной формы образуется пространство, из которого и состоит весь мансардный этаж. Помимо этого будет уместным сделать так называемые «слуховые» окна, которые будут служить дополнительным украшением фасада. А еще просто необходимо выполнить инсоляцию (освещение помещения солнечными лучами).
Также следует ознакомиться с данными о наименьшем угле для различных материалов:
Угол наклона кровли рассчитывается, как мы уже говорили, с учетом климата местности и выбранного материала для покрытия. Высота конька и значение поднятия стропил определяют угольником или рассчитывают ширину пролета, делят ее пополам и умножают на соответствующий коэффициент из таблицы.
К примеру, если ширина дома составляет 10 м, а равен 25 градусов, то высоту, на которую должны подняться стропила, рассчитывается путем умножения 5 м (половины ширины дома) на коэффициент из таблицы (0,47) и получаем 2,35. Именно на высоту 2,35 должны подняться стропила.
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
Фундамент и крыша – два самых важных и сложных по расчетам архитектурных элемента любого здания. Несущие элементы крыши – стропильная система, а ее показатели во многом зависят от угла наклона скатов. Обыкновенные застройщики выбирают оптимальный угол наклона крыши, исходя из иных критериев, чем проектировщики.
Их не совсем интересуют расчеты на прочность несущих узлов, им малоинтересно влияние угла наклона двухскатной крыши на стоимость и сложность стропильной системы и т. д.
На что обращают внимание обыкновенные застройщики?
| Параметры выбора угла наклона крыши | Краткое описание |
|---|---|
| Каждый владелец желает иметь красивый дом со своими индивидуальными отличиями. На внешний вид дома большое влияние оказывает угол наклона скатов. Архитекторы имеют свои требования к зданиям, дома должны органично вписываться в стиль уже существующих строений. Особенно строго к этому параметру относятся, когда дом располагается в пределах города. Довольно часто органы местного самоуправления принимают решения, запрещающие нарушать традиционный архитектурный вид. Нельзя, к примеру, строить дом с углом наклона крыши 45°, если на этой улице все строения имеют наклон не более 20°. |
| Этот фактор оказывает очень незначительное влияние на оптимальный угол. Кровельные материалы имеют лишь общие рекомендации по монтажу на плоских и наклонных крышах. Плоские крыши имеют угол наклона скатов менее 10°, все конструкции с углом наклона, превышающим эти значения, считаются наклонными. Технология монтажа кровельных материалов с углом наклона 15° ничем не отличается от технологии кровельных работ на скатах с наклоном 45°. Есть, правда, ограничение для штучной черепицы, ее можно устанавливать на крышах с углом наклона не менее 22°. |
| Чем больше угол наклона скатов, тем выше чердачные помещения. Такие крыши строятся для зданий с мансардами. На этот фактор застройщики обращают большое внимание, но не все так просто, как может показаться на первый взгляд. |
Эти пожелания архитекторами принимаются во внимание во время проектирования и расчета элементов стропильных систем. Но к ним добавляется еще довольно большое количество чисто инженерных факторов, оказывающих решающее влияние во время расчетов параметров стропильной системы. И угол наклона скатов среди них не единственный, все значения зависят друг от друга и не могут не учитываться при разработке проекта.
Расчеты делаются на основании СНиП 2.01.07-85. Размещаемые нормы используются во время расчетов с учетом постоянно действующих, временных и особых нагрузок и их различных сочетаний.
СНиП 2.01.07-85. Файл PDF откроется в новой вкладке
Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.
В числе особых нагрузок — землетрясения и стихийные бедствия
Во время определения угла наклона крыши учитывается максимально возможное сочетание нагрузок. Оба эти параметра оказывают влияние на толщину и длину стропильных ног. Расчет стропильной системы и угла наклона скатов делается по предельным состояниям с учетом всех неблагоприятных факторов.
Максимальные прогибы и перемещение стропильных ног регламентируются без зависимости от их линейных размеров и не должны приводить к частичной разгерметизации крыши. Ко всем типам крыш, вне зависимости от угла наклона, выдвигаются такие условия:
При этом каждое требование должно выполняться вне зависимости от других. Предельные значения прогиба стропил ограничиваются с учетом эксплуатационных характеристик кровельных материалов. Если нормативные значения не оказывают заметного влияния на внешний вид, то они не корректируются.
Практический совет. Намного проще целостность кровельного пирога крыши обеспечивать не за счет увеличения прочности стропильной системы, а за счет использования специальных конструктивных компенсаторов.
На выбор сечения стропил и шага их установки существенное влияние оказывает собственный вес кровли, материал которой, в свою очередь, зависит от уклона скатов крыши.
Скаты одной кровли обычно устраивают с одинаковым уклоном, который выбирают в зависимости от кровельного материала, способа его укладки, архитектурных требований и экономических соображений, а также от района строительства. С крутых кровель, с уклоном 45° и более, быстро удаляется атмосферная вода и снег, что учитывают при строительстве зданий в районах с большим количеством осадков. Но с увеличением уклона повышается стоимость кровли. Например, при возведении кровли с уклоном 45° требуется в полтора раза больше материала, чем для плоской, а при уклоне крыши в 60° - в два раза больше. В тех районах страны, где бывают сильные ветры, наиболее рационально устраивать пологие кровли, так как ветровая нагрузка на скаты таких кровель меньше и наоборот, в заснеженных районах с несильными ветрами, лучше делать крутые скаты, уменьшая снеговую нагрузку за счет скатывания снега.
Уклон скатов крыш в различных нормативных документах выражается по разному: в виде безразмерных величин (отношения высоты к половине пролета), в процентах и градусах (рис. 1). Самое понятное определение уклона в виде безразмерных единиц. Когда крыша строится, то конечно же, никто не измеряет наклон скатов в градусах транспортиром. Если при строительстве отсутствует проектная документация, задающая высоту устройства конька, поступают проще: измеряют пролет здания, находят центр и от него вверх с помощью ровной деревянной рейки выносят высоту равную, например, половине пролета (уклон 1: 1) или трети половины пролета (уклон 1: 3), или любую другую. Процентное определение уклона, на взгляд многих строителей, только запутывает работу.
рис. 1. Взаимосвязь между безразмерной величиной уклона скатов крыши, углом в градусах и процентах
На уклон скатов крыши влияет и вид кровельного материала, так как при строительстве необходимо учитывать размер кровельного материала, способ его крепления, технологичность укладки и предусмотреть дальнейшую его ремонтопригодность и доступность обслуживания. Для скатных крыш применяют различные кровельные материалы: стальные оцинкованные листы, плоские и волнистые асбестоцементные и битумные листы, керамическую, цементную и металлическую черепицу, рубероид и другие.
Выбор кровельного материала определяет величину угла наклона крыши. Чем плотнее материал кровли и герметичнее его стыки, тем меньше может быть уклон крыши, и наоборот, чем мельче размеры штучного кровельного материала, например, черепицы, тем круче должна быть крыша. Это объясняется не только большим количеством соединений малоразмерных деталей, а значит, возможным протеканием, но и большим весом кровли. Чем тяжелее кровельный материал, тем больший угол наклона нужно придать скатам. Рекомендуемые уклоны скатных крыш приведены в таблице 1.
| Материал скатной кровли | Уклон крыши | Масса 1 м², кг |
| Волнистые а/ц листы: среднего профиля | от 1: 10 до 1: 2 | 11 |
| усиленного профиля | от 1: 5 до 1: 1 | 13 |
| Волнистые целлюлозно-битумные листы | от 1: 10 и более | 6 |
| Мягкая (гибкая) черепица | от 1: 10 и более | 9–15 |
| Из оцинкованной жести: с одинарными фальцами | от 1: 4 и более | 3–6,5 |
| с двойными фальцами | от. 1: 5 и более | 3–6,5 |
| Керамическая черепица | от 1: 5 до 1: 0,5 | 50–60 |
| Цементная черепица | от 1: 5 до 1: 0,5 | 45–70 |
| Металлочерепица | от 1: 5 и более | 5 |
Необходимо отметить, что в таблице приведены рекомендованные практикой и нормативными документами уклоны скатов кровель из различных материалов и их усредненный вес на квадратный метр. Однако рынок строительных материалов намного богаче, фирмы-изготовители кровельных материалов постоянно совершенствуют свою продукцию: снижают вес и модернизируют технические характеристики изделий. При выборе конкретного материала на кровлю лучше использовать техническую документацию фирмы-изготовителя.
В вес кровли входит вес обрешетки. Обрешеткой называют несущий элемент кровли, к которому собственно крепится сама кровля. Различают два вида обрешеток: сплошная и разреженная (рис. 2). Чтобы определить требуемый вид обрешетки и шаг установки решетин, нужно заранее определиться с видом кровельного покрытия.
рис. 2. Обрешетки скатных крыш.
Разреженная обрешетка делается под жесткие кровельные материалы, то есть под те материалы, которые сами способны нести на себе снеговую и ветровую нагрузку и при этом не прогибаться и, тем более, не разрушаться. Разреженную обрешетку выполняют из деревянных жердей или пиленых брусков. В настоящее время в продаже появились П-образные оцинкованные металлические решетины. Шаг установки решетин и размер их сечения зависят от вида кровельного материала.
Под кровли из крупноразмерных штучных элементов: асбестоцементные листы среднего и унифицированного профиля длиной до 1,3 м и цементноволокнистые листы шаг раскладки обрешетки выбирают таким, чтобы под каждым листом оказалось три решетины. Обычно шаг решетин составляет 60 см под асбестоцементные и цементноволокнистые листы любой унифицированной длины. Сечение решетин обычно принимается 60×60 мм, можно и меньше, например, 40×60 мм, но тогда их нужно устанавливать чаще. Под волнистые целлюлозобитумные листы типа ондулин шаг обрешетки выбирается от имеющегося уклона скатов крыши. Он выбирается размером 45 см для уклонов от 1: 6 до 1: 4 и 60 см - для уклонов более 1: 4. Для крыш с уклоном скатов менее 1: 6 под ондулин делается сплошная обрешетка.
Под кровли из малоразмерных штучных элементов, например, из черепицы, шаг обрешетки принимается таким, чтобы каждая отдельная черепица легла на две решетины. Он может составлять от 16 до 40 см. Самый распространенный шаг примерно 33 см. При расчете веса кровельного покрытия лучше заранее определиться с выбором типа черепицы и уточнить шаг обрешетки. Обрешетку под черепицу при однослойном покрытии стелют из обрезных брусков сечением 50×50 или 50×60 мм, при двухслойном или тяжелой штампованной черепицей - сечением 60×60 мм.
При устройстве кровель из стального профилированного настила и его разновидности металлочерепицы, шаг решетин выбирается исходя из несущей способности материала. Обычно он составляет 35–40 см и равен поперечному шагу профиля металлочерепицы. Для обрешетки используются доски шириной примерно 100 мм.
Под мягкие кровельные материалы делается сплошная обрешетка. Применяемый для определения типа обрешетки термин - «сплошная» совсем не означает, что доски решетин прибиваются впритирку друг к другу. Обычно таким образом крепятся только две верхних и две нижних решетины, остальные образуют между собой зазор от 2 до 5 см. Решетины могут быть изготовлены из окромленого (ровного обрезанного с двух сторон по длине) или не кромленого теса толщиной 2–2,5 см. При применении не кромленых досок их располагают по скату кровли по типу комель к вершине, обзол с не кромленого теса должен быть обязательно снят.
Обрешетку под стальную кровлю выполняют сплошной или разреженной. Разреженную обрешетку делают из брусков сечением 50×50 мм, досок - 50×120 (140) мм, сплошную - из досок толщиной 30–40 мм. Бруски располагают через 200–250 мм друг от друга. Через каждые 1,4 м прибивают доски такой же толщины, как бруски, шириной до 140 мм (более широкие доски могут коробиться), которые необходимы для стыковки на них лежачих фальцев картин. Верх крыши - конек сбивают из досок шириной 200 мм.
В последнее время при использовании новейших кровельных покрытий стали часто использоваться контробрешетки. Контробрешеткой называют вторую, чаще всего сплошную обрешетку, выполненную под углом к первой. Угол наклона контробрешетки делают примерно равным 45°. Наклон решетин не только увеличивает пространственную жесткость крыши, но и позволяет сделать практически любую кровлю, за исключением, пожалуй, только черепичной, но при желании можно сделать и ее.
Сплошная обрешетка из досок в настоящее время почти не применяется ее заменили на сплошную обшивку скатов влагостойкой фанерой или плитами OSB (табл. 2).
Приблизительный вес материала кровельного покрытия можно принять по таблице 2, а вес обрешетки нужно рассчитать исходя из выбранного материала и конструкции кровли. Для деревянных обрешеток применяются бруски хвойных пород. Объемный вес одного кубометра древесины равен 500–550 кг/м³. Если будет использована фанера или OSB, то их объемный вес равен 600–650 кг/м³.
Несмотря на то что возведение крыши является последним этапом строительства любого сооружения, проектирование и расчёт параметров кровли входит в ряд основных конструктивных требований, которые рассчитываются на стартовом этапе . Чаще всего угол крыши выбирается не только исходя из эстетических соображений, но и строго учитывая практические и функциональные возможности строения, ведь кровля защищает любое жильё от непогоды.
Прежде чем разбираться с вопросом устройства и задания необходимого угла наклона кровли, нужно точно определиться с формой крыши . В зависимости от обустройства кровли можно выделить несколько основных видов конструкций:
Скатной крыша считается, если минимальный уклон кровли составляет десять градусов.
Выделяют два основных вида кровли:
Строительство таких крыш выгодно, так как требует минимальных затрат
на работу и материалы. Высокая надёжность обуславливает частое применение плоской кровли.
Скатные крыши дают возможность использовать свободное пространство под нужды хозяйственного назначения (чердак, мансарда). При хорошем утеплении можно устраивать жилые помещения.
При строительстве крыши необходимо учитывать некоторые факторы, которые могут оказывать существенное влияние на дальнейшую безопасную её эксплуатацию. К таким факторам относятся:
Из-за высокой парусности кровельного покрытия, особое внимание стоит уделить созданию оптимального уклона крыши. Кровля с большим углом наклона сильнее подвержена разрушающему воздействию ветра. Поэтому учитывая ветровую обстановку в определённой местности, можно посчитать необходимый уклон поверхности покрытия
.
Лучше делать более пологую крышу, а стропильную систему усиленного типа. Пусть такой вариант постройки обойдётся дороже, зато ваш дом будет надёжно защищён от ветра. Однако нужно учитывать не только силу ветра, но и его направление. Металл черепице лучше, чтобы ветер был направлен в плоскость листов, так как при направлении в торец листа велика вероятность его отрыва. Поэтому необходимо уделить особое внимание расположению всей постройки, чтобы избежать аэродинамической подъёмной силы, которая стремится оторвать кровельное покрытие от стены здания.
Значение ветровой и снеговой нагрузки можно узнать из карты составленной по многолетним наблюдениям, для всей территории Российской Федерации. Именно в соответствии с такими картами и определяется местоположение всех построек .
Понятно, что на огромной территории России существует множество различных зон, где влияние выпадающего снега ощутимо сказывается на всей поверхности крыши здания. Поэтому основной задачей правильного расчёта снеговой нагрузки считается определение оптимального угла уклона крыши. Чем круче будет скат, тем меньше снега сможет задержаться на его поверхности, что упрощает стропильную конструкцию
.
Расчёт угла наклона необходимо производить с учётом поправочных коэффициентов:
Легко заметить, что значение изменяется только при уклоне 25-60 градусов. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на поверхность нужно значение, определённое по карте, умножить на коэффициент. Но это только часть расчёта.
При устройстве крыши применяются различные покрытия. Конечно, пока ещё не придумали идеальный материал, который бы соответствовал всем регионам.
Существуют основные покрытия, которые чаще всего применяются в строительстве:
При применении на плоских крышах металл черепицы или металл профиля рекомендуется стыки обрабатывать морозоустойчивым и влагостойким герметикам. Размер нахлестов таких материалов зависит от угла наклона кровли. Это касается и шиферных поверхностей.
Таким образом, угол наклона крыши является очень важным показателем, от которого полностью зависит время её безаварийной эксплуатации. Главное, правильно выбрать нужную конструкцию и правильно рассчитать величину уклона кровли. И конечно же, особое внимание необходимо уделить выбору кровельного материала.
Любой дом венчается крышей – одной из главных конструкций здания, защищающей его внутренние помещения от дождя и снега. Одним из главных критериев любой кровли является крутизна скатов. Так как плоская крыша распространена преимущественно только в многоэтажном жилом и промышленном строительстве, то этот вопрос особо актуален для владельцев частных домов и коттеджей.
От величины наклона крыши зависит количество кровельного материала, поэтому выбор угла наклона и его предварительные расчеты следует производить до начала покупки кровельного материала.
Рассмотрим, как определить угол наклона скатной крыши и его связь с проектированием всей кровельной конструкции.
В этой статье
Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:
Определение данной величины зависит от ряда факторов:
В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.
В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.
Такое понятие, как минимальный угол наклона крыши, находится во взаимосвязи с используемым кровельным материалом. Все кровли снабжены техническими характеристиками, в которых, помимо прочего, четко указаны пределы скатности для использования. Нарушать эти правила нельзя, так как в этом случае кровельный материал не сохранит своих изначальных функций и преимуществ.
Рассмотрим основные кровельные покрытия и минимальные углы для них:
Следование вышеизложенным правилам чрезвычайно важно, так как даже незначительное их нарушение обернется разрушением кровли и, возможно, повреждением стропильной системы.
Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:
Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.
Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:
Примем следующие обозначения:
Находим тангенс нужного угла по формуле:
tg α = H / L
Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.
Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:
H = L * tg α
Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.
В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.
Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.
Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.
В проектировании кровли нахождение оптимального угла наклона имеет важное значение. Данный параметр зависит от верной оценки погодных условий, выбора кровельного материала, желания создать жилое помещение. Его верное определение - залог долгой и успешной службы крыши в любых погодных условиях.
