Как правильно рассчитать угол наклона односкатной крыши и чем опасен неверный расчет

Какие силы воздействуют на стропилы и кровельное покрытие?

Перед тем, как приступать к расчету наклона кровли, необходимо понять степень воздействия на кровельное покрытие. Нагрузки бывают двух видов — динамичные и постоянные.

К постоянным нагрузкам относятся те, которые будут воздействовать на кровельное покрытие всегда, вне зависимости от времени года. Сюда относится дымоход, антенна, сам вес кровли и т.д.

Нагрузка от снежной массы

Если наклон крыши будет составлять 30 0 , то сила воздействия снега будет составлять 50 килограмм на каждый квадратный метр. Если увеличить угол односкатной крыши до 45 0 , то вероятнее всего снег не будет задерживаться на кровле.

Именно поэтому, данное значение следует выбирать, исходя из региона проживания, т.е. ориентируясь на количество выпадаемых осадков.

При этом, если вы хотите, чтобы снег сходил с кровельного покрытия самостоятельно (хотя бы какая-то его часть), то минимальное значение наклона должен составлять 10 0 . Максимальное значение — это 60 0 .

Как бы то ни было, владельцы домов с односкатными крышами каждый год осуществляют самостоятельную уборку кровли от снега, чтобы снизить нагрузку на крышу.

Нагрузка от снега

Нагрузки от ветра

Конструкция односкатной крыши такова, что делают ее всегда низкой частью к подветренной стороне, чтобы снизить нагрузку от ветра.

Нагрузка от ветра

Нагрузки комбинированного типа

Многие люди игнорируют данное обстоятельство, что нередко приводит к неприятным ситуациям. Такой тип нагрузки представляет собой максимальное воздействие, которое оказывается на кровельное покрытие в какой-либо момент.

Представим себе ситуацию, когда на улице снежная буря, т.е. на крышу воздействует одновременно и сильный ветер, и снежная масса. К тому же, человек вынужден лезть на крышу, чтобы поправить антенну или он должен забрать ящик с инструментами, не важно.

Получается, что в дополнение к снегу и ветру прибавляется и вес человеческого тела. Если не учесть данный факт, то кровля может не выдержать.

Как измерить угол наклона односкатной крыши

Мы уже говорили о том, что при односкатных крышах высота стен будет различная. Именно поэтому, уклон односкатной крыши будет формироваться в момент возведения самих стен, на которые в дальнейшем будет установлена крыша.

Как рассчитать угол наклона односкатной крыши? Строителями в расчетах используется следующая формула:

Lстены = Lдлина * tgQ,

где Lстены — это высота фронтона;

Lдлина — это длина стены;

Q — это угол наклона.

Также необходимо учитывать длины стропил. Рассчитывается она по следующей формуле:

Lстропил = Lстены / sinQ.

Значения синуса и котангенса следует брать из этой таблицы:

Вот примерный расчет. Допустим, мы применяем обычную черепицу, поэтому минимальный угол наклона составляет 22 0 . Берем для расчета 25 0 — значение Q.

Длина стены составляет 7 метров, т.е. Lдлина = 7м.

Lстены = 7 метров * tg25 = 7 * 0,47 = 3,29 метра.

Lстропил = 3,29 / sin25 = 3,29 / 0,42 = 7,83 метра.

Оптимальный угол наклона односкатной крыши из профнастила

Мы уже выяснили, что размер уклона односкатной крыши зависит от количества осадков, выпадаемых в том или ином регионе, а также в типе используемого кровельного материала.

Профнастил является достаточно «вредным» материалом, ведь он обладает множеством слоев с различным размером волн, а также толщиной самого материала.

Согласно СНиП, минимальный уклон для жилых помещений, кровля которых покрыта профнастилом, составляет 12 градусов. Согласно этим же правилам, оптимальный параметр этого наклона должен составлять 20 градусов.

Но это не останавливает тех, кто ценит в своем доме не только надежность, но еще и привлекательный внешний вид.

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:

Зависимость угла от угла и кровельного материала

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.

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.

Поиск минимального угла

Полезное видео

Рекомендуем просмотреть видео-инструкцию по установке двускатной крыши:

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Кстати! Будет интересно узнать: Этот сайт заблокирован

Стропила для двухскатных крыш

Стропила для вальмовой кровли

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

Постоянные нагрузки

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Размеры стропил

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

От чего зависит шаг между стропилами?

Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:

Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание.

Функциональные стропила: подробный расчет

Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

В российском климате на стандартную крышу дома значительную часть года воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то одной стороне крыши.

Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным:

Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

Если вы планируете утеплять кровлю, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит теплоизоляции, а это 60, 80 или 120 см.

Если потом подгонять утеплитель под уже существующие параметры крыши, будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

Кроме того, если на стропилах будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этих местах нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.

Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия

Если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.

Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы

Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:

Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.

И все они способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.

Кстати! Будет интересно узнать: Диагональные стропильные ноги вальмовых крыш

Обычно унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратное полутора метрам.

Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога

Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет немаловажное значение:

Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия

У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.

Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.

Аэродинамические параметры

Угол наклона ската – важнейшая величина при расчете нагрузок на крышу. Боковое давление ветра на крутые скаты может привести к опрокидыванию.

Но слишком пологую крышу воздушный поток стремится приподнять, сорвать.

Кровельное покрытие против ураганного ветра

Листовые материалы обладают множеством достоинств, однако вместе с тем – большой парусностью.

Мягкая битумная черепица

Это покрытие оптимально подойдет для верхней конструкции здания с самой сложной конфигурацией.

Натуральная черепица

Оптимальным значением уклона кровли при использовании натуральной черепицы считается 30-60 градусов.

Основные аргументы в пользу глиняной или цементно-песчаной черепицы – это ее вес и небольшие размеры. Ветру сложно справиться с тяжестью натурального покрытия, однако если все же черепица будет сорвана, в случае падения этот самый вес станет серьезной угрозой.

Повысить надежность можно, закрепив не только нижний и верхний ряды, но и черепичные плитки полностью на всем скате – с помощью скоб.