Как правильно рассчитать угол наклона и высоту односкатной крыши

Ветровая нагрузка, расчёт

Наибольшую опасность для покрытия крыши профлистами представляют ветер и снег. Нередки случаи срыва целых скатов кровли при возникновении сильного порыва ветра. Скопление снега может деформировать профнастил, ослабив его к наступлению летнего сезона. Лавинообразное падение снега может привести к повреждению авто, либо же травме находящегося под карнизом жильца.

При проектировании крыши важно знать в общем особенности местного климата, подробно розу ветров и значение ветрового давления, количество осадков в зимний период, снеговую нагрузку. Снег и ветер несут наибольшую опасность для покрытия крышиИсточник absolut35.ru. Снег и ветер несут наибольшую опасность для покрытия крышиИсточник absolut35.ru

Снег и ветер несут наибольшую опасность для покрытия крышиИсточник absolut35.ru

Обратив внимание на карту зон ветрового давления РФ можно заметить, что наибольшее ветровое давление создаётся преимущественно в приморских зонах, у берегов чёрного, каспийского, баренцева морях. Тогда как в континентальной части России, за исключением высокогорья, ветровое давление достигает значений не более 42 кг/м². Карта с зонами ветрового давления РФИсточник criptopia.ru

Карта с зонами ветрового давления РФИсточник criptopia.ru

Чтобы рассчитать ветровую нагрузку, действующую непосредственно на кровлю, необходимо кроме знания расчётного ветрового давления, иметь значение коэффициента, учитывающего аэродинамику, который часто принимают максимальным 0,8 и высотный коэффициент, зависящий от высоты здания и открытости территории.

Определение высотного коэффициента:

Высота здания, м	Открытая территория	Небольшие города с высотой окружающих зданий более 10 м.	Города, с высотой окружающих зданий более 25 м.
До 5	0,75	0,5	0,4
5 – 10	1	0,65	0,4
10 – 20	1,25	0,85	0,53

Таким образом, при расчёте крыши, к примеру, в тверской области на открытой местности, для дома высотой 9 метров, ветряная нагрузка будет равна: 32*1*0,8 = 25,6 кг/м²

К данной нагрузке прибавляется ранее рассчитанный вес кровельного пирога: 25,8 + 58 = 83,8 кг/м²

Несоблюдение нормативов допустимого уклона кровли и последствия

В случае, если при проектировании крыши нарушены положения СНиП, касающиеся допустимого минимального уклона для профлиста, владельцев недвижимости ожидает ряд серьезных проблем:

• протечки, возникающие во время обильных атмосферных осадков, проникающих через отверстия под саморезы;
• продавливание кровельной поверхности снежными массами;
• увеличенные потери тепла через крышу;
• деформация покрытия кровли под сильными и резкими порывами ветра.

Среди хозяев частных домов существует мнение, что пологая крыша является эконом вариантом, поскольку для ее обустройства требуется меньше материала. В действительности строительство такой кровли требует использования увеличенного  количества стропильных ног при уменьшении шага монтажа до 40 сантиметров. Кроме этого, на пологих крышах материал покрытия монтируют с большим нахлестом, поэтому специалисты рекомендуют строить скаты покруче.

Достоинства и недостатки односкатных крыш

К преимуществам крыш с одним скатом относятся:

Незамысловатая конструкция

В процессе составления проекта надо учесть лишь несколько моментов: в случае большой площади ската снеговая нагрузка будет увеличена; кровля с одним скатом не боится нагрузок от ветра, однако важно позаботиться о том, чтобы плоскость крыши была направлена навстречу ветру. Нагрузки от снега и ветра можно компенсировать с помощью увеличения угла наклона и усиления системы стропил

Экономичность. По сравнению с простой двускатной кровлей здесь понадобится приблизительно в 2 раза меньше древесины и времени на выполнение строительных работ. Простота. Построить конструкцию можно без особых знаний, навыков и крупногабаритной техники. Все детали имеют маленький вес, перемещать и укладывать их можно вручную. Опорный пояс закрепляется на стенах различной высоты, а стропила монтируются на мауэрлат. Если есть необходимость, на основание можно установить вспомогательные опоры по вертикали. Их следует обвязать брусом. В таком случае стропильные ноги должны быть установлены на более высоком уровне. Высокий показатель использования площади. Верхний этаж будет использован на 100%. Здесь можно устроить балкон и большие окна от напольного основания до потолка.

Существенных недостатков у крыш с одним скатом нет. Есть лишь несколько особенностей, отличающих этот вид устройства кровли от других:

• специфический внешний вид. Одиноко стоящая высокая постройка с односкатной крышей понравится не всем, однако если правильно спроектировать дом и вписать его в существующий дизайн участка, то этот недостаток можно превратить в преимущество: совмещенная крыша из нескольких скатов на различных уровнях составит достойную конкуренцию вальмовой. В этом случае особое значение имеет кровельное покрытие. К примеру, ондулин может украсить и подчеркнуть изгибы односкатной постройки, а профнастил сделает здание похожим на сарай;
• маленькая высота чердачного помещения. Но ведь его можно и не устраивать, всё будет зависеть от проекта. Например, в помещении для сна потолок должен быть низким, а в холле и комнате для игр — наоборот. Следовательно, постройки с единым скатом позволяют сэкономить финансы на строительных работах.

Как можно рассчитать высоту крыши дома?

Возведение крыши — один из ответственных строительных процессов, от качества выполнения которого напрямую зависят эксплуатационные характеристики самой кровли и всего здания. Строительство должно начинаться с расчета и проектирования кровельной конструкции на бумаге. Одним из важнейших данных для расчета является высота конька, в связи с которой находятся углы наклона скатов, тип кровли и количество строительных материалов. Разберемся, как самостоятельно рассчитать высоту крыши разных конструктивных типов.

Подготовка к расчетам

Создание плана крыши и вычисление ряда ее параметров имеет важное значение для последующего монтажа. Заблаговременный расчет помогает:

• Заранее вычислить количество необходимых строительных материалов и не прогадать при их покупке в большую или меньшую сторону.
• Еще на этапе проектирования продумать и распределить различные системы, такие как водосточная, снегоудерживающая и т. д., и определить их место в будущем проекте.

Перед тем как рассчитать высоту крыши, важно учесть некоторые факторы:

• размеры дома;
• планы на использование подкровельного пространства;
• планируемая форма крыши и количество ее скатов;
• угол наклона скатов;
• нагрузка на кровельную конструкцию: ветровая, снеговая и т. д.;
• вид кровельного покрытия.

В настоящей статье мы рассмотрим, как правильно рассчитать высоту для трех наиболее распространенных кровельных конструкций.

Вычисление высоты двускатной крыши

Двухскатный тип кровли прост в проектировании и возведении. Конструкция этого вида подразумевает наличие двух плоскостей, которые стоят на противоположных несущих стенах и, смыкаясь на коньке, образуют треугольник с равными сторонами.

Расчет высоты конька двускатной крыши находится в прямой зависимости от величины угла наклона скатов.

Выбор уклона скатов кровли не должен быть произвольным. Его величина зависит от ветровой и снеговой нагрузок, правила определения которых регламентированы СНиП. Рекомендованный уклон для регионов центральной России составляет 30-45°. Также на выбор уклона скатов кровли влияет выбранный кровельный материал.

Определившись с наклоном скатов, можно рассчитать высоту крыши дома. Ее значение вычисляется по известной геометрической формуле:

где a — искомая величина, b — величина половины ширины дома, tg α — тангенс выбранного угла, найти который можно в специализированной таблице.

При уклоне скатов в 45° возвышение коньковой балки будет соответствовать ширине дома.

Расчет четырехскатной конструкции

Кровля с четырьмя скатами является наиболее устойчивой к ветровой нагрузке. Существуют две разновидности четырехскатной крыши:

• Шатровая — все скаты сходятся в единой точке на вершине конструкции.
• Вальмовая имеет два треугольных и два трапециевидных ската, последние соединяются на вершине коньковым брусом.

Рассчитать высоту конька для обоих типов кровли возможно по формуле, использованной для двускатной конструкции. Однако для проведения более тщательного расчета и составления подробной схемы необходимо также вычислить длины стропил, а для вальмовой кровли — длину коньковой балки.

Проектирование мансардной крыши

Мансардная или ломаная кровля также имеет два ската, особенностью которых является характерный излом. Он позволяет увеличить пространство под крышей и делает ломаную конструкцию одной из наиболее приспособленных для создания мансарды.

Расчет высоты крыши ломаного типа начинается с вычисления углов наклона всех скатных поверхностей кровли. Эксперты в области строительства рекомендуют определять углы наклона мансардной конструкции практическим методом, используя правило золотого сечения. Для этого необходимо на бумаге вписать эскиз будущей кровли в круг. Такой метод позволит избежать таких конструктивных недочетов, при которых ломаная конструкция выглядит не эстетично.

Проектирование и расчеты — важные и основополагающие этапы в создании крыши. Их грамотное и правильное выполнение является залогом возведения надежной и эстетически привлекательной кровли, которая прослужит долгие годы.

Устройство односкатной крыши

Схема устройства крыши отличается максимальной простотой. Стропильная система должна перекрывать пролёты от торцевых стен сооружения. Угол скатного наклона необходимо определить в соответствии с показателем перепада в высоте стен:

выполнение кладки одной несущих стен с большей высотой. Такой вариант чаще всего используется при возведении зданий на основе штучных стройматериалов.

монтаж специальных подпорок, на которые будет уложен прогон в качестве опоры верхних стропильных концов. Такой вариант очень экономный в плане расхода стройматериалов, используемых при возведении стен здания.

Устройство стропильной системы односкатной крыши

Уклон кровельной конструкции не должен быть больше 60°. Оптимальное значение – угол наклона в 18-40°. При расчёте стропильной системы учитывается высокая степень внешней нагрузки – ветровой и снеговой.

Организовывают требуемый уклон односкатной крыши за счет перепада высот противоположных стен. Одна стена здания получается значительно выше другой. Это ведет к увеличенному расходу материалов для стен, но стропильная система получается очень простой, особенно для построек небольшой ширины.

Односкатная крыша для сарая

При достаточной несущей способности стен стропильная система односкатной крыши опирается на мауэрлат, закрепленный к стене. Чтобы распределение нагрузки было более равномерным, верхний ряд кладки стены армируется продольной арматурой (для кирпичных стен, из бетонных блоков) или поверх последнего ряда заливается армопояс (для стен из легких бетонов, известняка, ракушечника). В случае с деревянным или каркасным строением роль мауэрлата обычно выполняет последний венец или верхняя обвязка.

При недостаточной прочности строительного материала стен большую часть нагрузки можно перенести на перекрытие. Для этого устанавливают стойки (шаг — порядка 1 метра), на которые укладываются прогоны — длинные бруски, идущие вдоль здания. На них и опираются тогда стропильные ноги.

Как перенести нагрузку со стен на перекрытие

При заливке армопояса или кладке последнего ряда, в него, с шагом в 80-100 см устанавливаются шпильки, при помощи которых затем мауэрлат крепится к стенам здания. В деревянных домах, если не делать армопояс, заложить шпильки невозможно. В этом случае допускается установка на штифты с шестигранной головкой.

Как и строение любой крыши, качественный состав элементов односкатной зависит от финишного покрытия. Количество основных элементов невелико, но требует к себе внимания.

Армопояс

Снижает распирающую нагрузку стропил и способствует равномерному распределению веса всей конструкции. Необходим в обязательном порядке для строений из газобетона, керамзитобетона и кирпичных стен, если строительство ведется в сейсмоопасном регионе.

Мауэрлат

Располагается на верхних частях стен в виде брусьев. Соединен с армопоясом или, в случае строения из кирпича, закрепляется через уже забитые или замурованные в стенах анкеры прочной проволокой – не менее 6 мм диаметра. Сами анкеры должны находиться на расстоянии 30 см от торца стены. Если дом деревянный, из двойного минибруса, то роль мауэрлата выполняет верхняя обвязка

Фронтон

Редко встречается в строительстве односкатных крыш. Его наличие определяется в зависимости от разницы в высоте между двумя несущими стенами.

Система стропил

Служит основанием для укладки кровли, на нее оказывается основная нагрузка

Важно предусмотреть, чтобы она распределялась равномерно по периметру верхней части всего здания, а давление на узлы не превышало допустимых значений. Для создания используются балки из дерева, сечение которых зависит от площади крыши и количества элементов опоры

Подбираются после вычисления веса конструкции и определения финишного покрытия. Количество определяется углом наклона и длиной пролета.

Обрешетка

Необходима для укладки и закрепления кровельного покрытия и увеличения несущей способности, чтобы каркас мог выдерживать и собственную тяжесть и противостоять дополнительным нагрузкам: снег, вес человека во время проведения ремонтных работ.

Для битумной черепицы выполняют сплошную обрешетку. Для этих целей используются доски – обрезные или не обрезные, могут применяться панели МДФ. Скат может выступать за границы фронтона, образуя козырек для веранды или террасы.

Изоляция

Обеспечивает защиту от попадания влаги и промерзания. Прокладывается со стороны чердака между стропилами и закрепляется на обрешетке.

Калькулятор угла наклона односкатной крыши

Укажите кровельный материал:

—— Выберите материал из списка ——Шифер (волнистые асбоцементные листы): Средний профиль (11 кг/м2)Шифер (волнистые асбоцементные листы): Усиленный профиль (13 кг/м2)Волнистые целлюлозно-битумные листы (6 кг/м2)Битумная (мягкая, гибкая) черепица (15 кг/м2)Из оцинкованной жести (6,5 кг/м2)Листовая сталь (8 кг/м2)Керамическая черепица (50 кг/м2)Цементно-песчаная черепица (70 кг/м2)Металлочерепица, профнастил (5 кг/м2)Керамопласт (5,5 кг/м2)Фальцевая кровля (6 кг/м2)Полимер-песчаная черепица (25 кг/м2)Ондулин (еврошифер) (4 кг/м2)Композитная черепица (7 кг/м2)Натуральный сланец (40 кг/м2)Указать вес 1 кв метра покрытия (? кг/м2)
кг/м2

Введите параметры крыши:

Ширина основания A (см)

Длина основания D (см)

Высота подъема B (см)

Длина боковых свесов E (см)

Длина свеса переднего и заднего C (см)

Стропила:

Шаг стропил (см)

Сорт древесины для стропил (см)

123

Рабочий участок бокового стропила (не обязательно) (см)

Расчёт обрешётки:

Ширина доски обрешётки (см)

Толщина доски обрешётки (см)

Расстояние между досками обрешётки (см)

Расчёт снеговой нагрузки:

Выберите ваш регион, используя карту ниже

1 (80/56 кг/м2)2 (120/84 кг/м2)3 (180/126 кг/м2)4 (240/168 кг/м2)5 (320/224 кг/м2)6 (400/280 кг/м2)7 (480/336 кг/м2)8 (560/392 кг/м2)

Расчёт ветровой нагрузки:

Регион

IaIIIIIIIVVVIVII

Высота до конька здания

5 мот 5 м до 10 мот 10 м

Тип местности

Открытая местностьЗакрытая местностьГородские районы

Рассчитать

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона крыши: градусов.
Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Площадь поверхности крыши: м2.
Примерный вес кровельного материала: кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: кг/м2.
Длина стропил: см.
Количество стропил: шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки: рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.
Объем досок обрешетки: м3.
Примерный вес досок обрешетки: кг.

Какую информацию дает онлайн калькулятор ориентировочного расчета после введения исходных данных? Что мы видим на выходе?

• Угол наклона проектируемой односкатной крыши.
• Площадь ее поверхности.
• Вес и количество рулонов кровельного (мягкого или твердого) материала.
• Нагрузку на стропила, их количество, а также длину.
• Сечение стропил, вес и необходимый объем бруса.
• Число рядков обрешетки, необходимое количество досок. Далее — расстояние между ними, их объем плюс вес.

Как видно, информация более чем исчерпывающая. Имея ее, можно приступать к проектированию дома, расчетам и составлению предварительной сметы расходов.

На заметку. При расчетах следует ответственно подойти к выбору материала кровли. Необходимо учесть климатические условия конкретного региона и среднюю снеговую и ветровую нагрузку. От выбранного вида кровли (твердая она будет или мягкая) будет зависеть вся конструкция обрешетки.

Данный онлайн калькулятор удобен и предназначен в основном для расчета стройматериалов, которые потребуются для сооружения конкретной односкатной крыши. Кроме того – для расчета угла наклона. Кроме всех прочих условий, калькулятор учитывает и климатические условия нужного региона.

О факторах, влияющих на расчет угла ската крыши

Крыши, как уже писалось на нашем сайте, имеют разную форму и количество скатов. Они бывают одно-, двух- и четырехскатными. Угол наклона крыши зависит от количества скатов на вашем доме.

Строительные работы по монтажу кровли могут приостановиться, если заранее не решить, из какого материала вы собираетесь делать финишное покрытие и какой угол наклона кровли

Необходимо помнить, что эти два понятия тесно переплетаются, поскольку  вид  предлагаемого кровельного материала  будет приниматься во внимание при расчете угла наклона любой скатной крыши

Остановимся на факторах, которые принимаются  во внимание, когда делают расчет угла наклона крыши. К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как

К примеру, выбирая угол наклона односкатной крыши в пределах 9-20 градусов, нужно будет учесть такие факторы, как

• материал финишного покрытия;
• существующие климатические условия;
• функциональное назначение постройки.

В случае, когда крыша будет иметь два и более ската, то во внимание будут приниматься не только вышеперечисленные факторы и район, в котором будет вестись  строительство дома. Нужно будет учесть, для каких целей устраивается чердачное помещение

Если оно предусмотрено не для жилья, а должно использоваться для хранения временно неиспользуемых вещей и предметов, то не стоит устраивать для этих целей большое помещение (речь идет о высоте потолка). Когда же хозяева планируют сделать из чердака жилое помещение в виде мансарды, то возникает необходимость в устройстве хорошей крыши со значительным уклоном.

В  тех регионах, где не редкость сильные ветра, делают минимальный уклон кровли.  Поэтому на нее  приходится не такое сильное воздействие ветра. Делать крыши без уклона также не рекомендуется. Такие покрытия можно устраивать в регионах с большим числом солнечных дней и маленькой вероятностью осадков.

Сопротивление ветру при высокой крыше значительно  больше, чем при низкой. Однако при очень маленьком уклоне существует вероятность, что ветер может сорвать финишное покрытие. Получается, что при сильно крутых кровлях существует такая же опасность, что и при кровлях совсем не имеющих наклона. Рекомендуется поэтому выбирать следующие наклоны кровель – при несильных ветрах он может иметь величину от 35 до 40 градусов, при сильных ветрах оптимальный угол ската крыши составляет 15-25 градусов.

В той местности, где осадки выпадают в большом количестве (речь идет о снегопадах, граде и дожде), угол наклона можно увеличить до 60 градусов. Он является наиболее подходящим, поскольку позволяет максимально снизить нагрузку на кровлю от снежного покрова, а также талой воды и большого количества влаги во время дождя.

Крыша с низким наклоном крыши

Принимая во внимание все вышеописанное, величина угла наклона крыши рассчитывается, ориентируясь на диапазон от 9 до 60 градусов. Проектировщики, как правило, производят соответствующие расчеты и обычно останавливаются на значениях, которые составляют от 20 градусов до 45

Чем привлекателен такой угол наклона крыши? Тем, что можно пользоваться любым кровельным материалом – металлочерепицей, профнастилом, шифером и т.д. Тем не менее, каждый материал для финишного покрытия отличается своими требованиями, которые учитываются при устройстве конструкции крыши.

1. Использование наплавляемых материалов наиболее подходит, когда кровля имеет уклон 0-25% . Когда уклон составляет 0-10%, то материал необходимо укладывать в три слоя. Если значение угла наклона находится в пределах 10-25%, можно обойтись одним слоем, но материал должен иметь посыпку.
2. Асбоцементными волнистыми листами (шифером) покрывают крыши, имеющие уклон кровли до 28%.
3. Черепица применяется, когда крыша имеет уклон не меньше 33%.
4. Стальное покрытие укладывают на кровле с углом наклона менее 29%.

Расход материала напрямую зависит от уклона крыши. Чем он больше, тем больше расход финишного материала. Как следствие, плоская крыша в этом отношении будет стоить дешевле, чем кровля, имеющая угол наклона в 45 градусов.

Если вам известна величина уклона крыши, то рассчитать количество необходимого материала не составляет труда. То же можно сказать и о высоте кровельной конструкции.

Недостатки кровель с минимальным наклоном

Продолжая темы меньшего веса и расхода материалов, следует отметить тот факт, что при минимальном угле наклона кровли требуется сооружение более мощной стропильной системы и сплошной обрешетки (в случае, если угол менее 15°). А это дополнительные финансовые затраты на пиломатериалы.

Фото 11 Монтаж профилированного листа на сплошную обрешетку

Существенным минусом является медленное стекание дождевой воды с покрытия, что при проливных дождях чревато образованием протечек. Минимальным порогом считается угол 12° – на таких конструкциях еще можно обойтись без дополнительной герметизации мест крепления и нахлестов соседних листов.

В зависимости от угла крыши выбирается и тип профнастила. Для пологих конструкций нужен материал с большей толщиной и несущей способностью – профлист с маркировкой НС или Н с более высоким профилем. А для укрытия крутых кровель подходит даже недорогой стеновой профилированный лист типа С-10 и более, так как на них не скапливается большое количество снега.

Рисунок 12. Внешний вид и размеры профлиста типа С-10

Несмотря на то, что скаты на пологих конструкциях обладают меньшей длиной, расход кровельного материала уменьшится незначительно. Это обусловлено необходимостью обеспечения большего нахлеста как при вертикальном, та и при горизонтальном соединении листов на крышах с уклоном от 12 до 14°. А если угол меньше 12°, то придется дополнительно использовать еще и специальные кровельные герметики.

Таблица 1. Особенности монтажа разных видов профлиста на кровли с различным уклоном

Марка профнастила	Уклон крыши, град.	Толщина листа, мм	Шаг обрешетки, мм	Рекомендации по монтажу
С-10	до 15	0,5	сплошная	Обязателен нахлест в 2 гофры
свыше 15	0,5	до 300	Нахлест в 1 гофру
С-20	до 15	0,5-0,7	сплошная	Желателен нахлест в 2 гофры
свыше 15	0,5-0,7	до 500	Нахлест в 1 гофру
С-21	до 15	0,5-0,7	до 300	Желателен нахлест в 2 гофры
свыше 15	0,5-0,7	до 650	Нахлест в 1 гофру
НС-35	до 15	0,5-0,7	до 500	Нахлест в 1 гофру. Жесткость этой марки в 2,5 раза выше по сравнению с С-20
свыше 15	0,5-0,7	до 1000
Н-60	не меньше 8	0,7-0,9	до 3000	Для сооружения кровель на промышленных объектах
Н-75	не меньше 8	0,7-0,9	до 4000	Самонесущий профиль для промышленных объектов

Минимальный уклон крыши из металлочерепицы

Для того чтобы осуществить расчеты минимального угла наклона кровли из металлочерепицы, например, для двухскатной крыши, которая имеет одинаковые скаты, рекомендуется воспользоваться следующей формулой: i = H / (1 / 2 L) .

В данном случае:

• i – угол наклона, который необходимо найти;
• H – расстояние от перекрытия до конька (высота стропильной системы);
• L – размер строения по ширине.

Данный расчет при необходимости можно использовать не только для двухскатной, но и для односкатной кровли

Особенностью является тот факт, что для односкатной крыши потребуется брать во внимание длину пролета. В том случае, если скаты на поверхности имеют разные значения, то рекомендуется учитывать расстояние до точки проекции конька

Зачастую бывает так, что кровля имеет довольно сложные конструктивные узлы и большое количество перепадов, в результате чего сделать точные замеры для определения минимального уклона крыши из металлической черепицы проблематично. В таких ситуациях оптимальнее всего использовать поправочный коэффициент касательно проекции в горизонтальном положении.

Минимальный угол, под которым осуществляется уклон, определяет СНиП, равен он 12 градусам, но при условии, что длина ската будет составлять 6 м.

Стоит понимать, что такие величины можно использовать только в том случае, когда строение будет эксплуатироваться в идеальных условиях, то есть без снега и дождя. Обусловлено это тем, что выпавший снег при таком минимальном положении будет скапливаться на кровле, тем самым увеличивая нагрузку, а в дальнейшем это может привести к существенным повреждениям не только металлочерепицы, но и самой стропильной системы.

Минимальный угол наклона односкатной крыши из металлочерепицы

Минимальный угол кровли для металлочерепицы, как показывает практика, составляет всего 10 градусов

Несмотря на то что уклон может варьироваться в пределах от 10 до 90 градусов, всегда нужно брать во внимание и учитывать, при каком объеме пространства не представится возможности использовать кровлю в дальнейшем в процессе эксплуатации, а когда она отлично подойдет под хозяйственные цели

Минимальный угол наклона двухскатной крыши из металлочерепицы

Для двухскатной конструкции минимальный угол ската крыши из металлочерепицы должен составлять 20 градусов, при необходимости он может быть увеличен до 45 градусов. Такой вариант обустройства кровли позволяет беспрепятственно сходить снегу и воде. Кроме этого, имеется возможность создать просторную мансарду, что способствует увеличению полезной площади в жилом помещении

Важно брать во внимание тот факт, что количество кровельного материала в данном случае будет намного выше

Во время осуществления монтажных работ рекомендуется придерживаться следующих действий:

• частота обрешетки должна быть увеличена, при этом шаг между стропилами уменьшен, благодаря такому подходу можно существенно укрепить конструкцию, предотвратив возможное обрушение;
• во время осуществления монтажных работ должен быть сделан нахлест в горизонтальном положении на 8 см и в вертикальном на 15 см;
• стыки обязательно должны быть изолированы максимально тщательно, для этих целей отлично подойдет герметик, в основу которого входит силикон.

В том случае, когда скаты возводились разной формы, то рекомендуется рассчитывать минимальный угол уклона для каждого случая индивидуально.

Определение сечения стропилин

Стропильные ноги крыш различной крутизны выполняют неоднозначную работу. На стропила пологих конструкций действует в основном изгибающий момент, на аналоги крутых систем к нему добавляется еще сжимающее усилие. Потому в расчетах сечения стропил обязательно учитывается наклон скатов.

На стропильные ноги крыш указанной крутизны действует лишь изгибающее напряжение. Рассчитываются они на максимальный момент изгиба с приложением всех видов нагрузки. Причем временные, т.е. климатические нагрузки используются в вычислениях по максимальным показателям.

У стропилин, имеющих только опоры под обоими собственными краями, точка максимального изгиба будет находиться в самом центре стропильной ноги. Если стропилина уложена на три опоры и составлена из двух простых балок, то моменты максимального изгиба придутся на середины обоих пролетов.

У цельной стропилины на трех опорах максимальный изгиб будет в районе центральной опоры, но т.к. под изгибающимся участком находится опора, то направлен он будет вверх, а не так как у предыдущих случаев вниз.

Для нормальной работы стропильных ног в системе необходимо выполнить два правила:

• Внутреннее напряжение, сформированное в стропилине при изгибе в результате приложенной к ней нагрузки, обязано быть меньше расчетного значения сопротивления пиломатериала на изгиб.
• Прогиб стропильной ноги должен быть меньше нормируемого значения прогиба, который определен соотношением L/200, т.е. прогнуться элементу разрешается только на одну двухсотую долю его реальной длины.

Дальнейшие вычисления состоят в последовательном подборе размеров стропильной ноги, которые в результате удовлетворят указанным условиям. Для вычисления сечения имеются две формулы. Одна из них используется для определения высоты доски или бруса по произвольно заданной толщине. Вторая формула применяется для расчета толщины по произвольно заданной высоте.

В вычислениях необязательно пользоваться обеими формулами, достаточно применить только одну. Полученный в итоге расчетов результат проверяют по первому и второму предельному состоянию. Если расчетная величина получился с внушительным запасом по прочности, вводимый в формулу произвольный показатель можно уменьшить, чтобы не переплачивать за материал.

Если расчетная величина момента изгиба получится больше, чем L/200, то произвольное значение увеличивают. Подбор проводится в соответствии со стандартными размерами имеющихся в продаже пиломатериалов. Так подбирают сечение до того момента, пока не будет подсчитан и получен оптимальный вариант.

Рассмотрим простой пример вычислений по формуле b = 6Wh². Предположим, h = 15 см, а W это отношение M/R_изг. Величину М вычислим по формуле g×L2/8, где g – суммарная нагрузка, вертикально направленная на стропильную ногу, а L – это длина пролета, равная 4 м.

R_изг для пиломатериалов из хвойных пород принимаем в соответствии с техническим нормами 130 кг/см2. Допустим, суммарную нагрузку мы рассчитали заранее, и она у нас получилась равной 345 кг/м. Тогда:

M = 345 кг/м × 16м2/8 = 690 кг/м

Чтобы перевести в кг/см делим результат на 100, получаем 0,690 кг/см.

W = 0,690 кг/см/130 кг/см2 = 0,00531 см

B = 6 × 0,00531 см × 152 см = 7,16 см

Округляем результат как положено в большую сторону и получаем, что для устройства стропил с учетом приведенной в примере нагрузки потребуется брус 150×75 мм.

Проверяем результат по обоим состояниям и убеждаемся в том, что нам подходит материал с рассчитанным сейчас сечением. σ = 0,0036; f = 1,39

Стропила крыш крутизной более 30º вынуждены сопротивляться не только изгибу, но и силе сжимающей их вдоль собственной оси. В этом случае помимо проверки по описанному выше сопротивлению на изгиб и по величине изгиба нужно рассчитывать стропилины по внутреннему напряжению.

Т.е. действия выполняются в аналогичном порядке, но проверочных расчетов несколько больше. Точно также задается произвольная высота или произвольная толщина пиломатериала, с ее помощью рассчитывается второй параметр сечения, а затем проводится проверка на соответствие вышеперечисленным трем техническим условиям, включая сопротивление сжатию.

При необходимости в усилении несущей способности стропилины вводимые в формулы произвольные значения увеличивают. Если запас прочности достаточно большой и нормативный прогиб ощутимо превышает вычисленное значение, то есть смысл еще раз выполнить расчеты, уменьшив высоту или толщину материала.

Подобрать первоначальные данные для производства расчетов поможет таблица, в которой сведены общепринятые размеры выпускаемых у нас пиломатериалов. Она поможет подобрать сечение и длину стропильных ног для первоначальных вычислений.