Для удаления атмосферных осадков с крыши, ее скаты делают наклонными. Высчитывают размер их наклона в процентном выражении (когда уклон с небольшим углом) или в градусах. Чем больше значение, тем круче получается крыша. Для измерения данного показателя используют специальный геодезический прибор, который называют уклономером или угломером. Давайте разберемся, как рассчитать уклон крыши.

Виды конструкционного решения крыш

Существует 4 вида конструкционного решения крыши, поэтому в зависимости от уклона кровли, она может быть:

• плоской. В действительности абсолютно плоских перекрытий зданий не строят, поскольку на них постоянно будет задерживаться влага от дождя или растаявшего снега. Уклон крыши не может быть меньше 3-х градусов (подробнее: " ");
• скатной;
• пологой;
• высокой.

Поскольку величину уклона измеряют как в процентах, так и в градусах, имеется специальная таблица, согласно которой можно определить соотношение между данными величинами. Например: угол наклона ската равен 30 градусов, тогда уклон кровли в процентах составит 57,7%.

Выбор угла наклона кровли

От правильного выбора угла наклона кровли напрямую зависит, насколько долго послужит крыша здания, будет ли она надежной и герметичной. Каким образом определяют эту величину для конкретного дома или хозяйственной постройки?

• влияние ветра. Конструкция крыши тем сильнее оказывает сопротивление нагрузке, чем выше оказывается угол наклона. Когда уклон чересчур небольшой, тогда порыв ветра может сорвать покрытие с кровли. Таким образом, можно сделать вывод, что крутые кровли опасны, а при отсутствии наклона неприятностей не избежать. Поэтому профессионалы, имеющие опыт в создании кровельных покрытий, советуют в районах с сильными ветровыми нагрузками строить крыши с углом наклона от 15 до 25 градусов, а там, где ветра незначительны – от 35 до 40 градусов;
• осадки. Разумеется, чем больше уклон крыши, тем скорее вода будет стекать с нее, а снег покидать ее, не успевая затекать под места стыков на покрытии и, таким образом, вероятность протечек снизится. Данное обстоятельство непременно следует учитывать.

Выбор кровельного материала

Относительно монтажа кровельных материалов существует порядок, регулирующий уклон кровли – СниП. От величины наклона зависит не только выбор покрытия, но и количество слоев, необходимых к укладке (это касается рулонной кровельной продукции).

Наплавляемые материалы для кровли используют на крышах, имеющих угол наклона, минимальный размер которого может быть равен 0 процентов, а максимальный – 25 %. Когда уклон составляет 0-10%, материал настилают в 3 слоя. Если данный показатель от 10 до 25 %, тогда его укладывают в один слой, выбирая кровельное покрытие с посыпкой.

Листы асбестоцементного шифера укладывают на крышах, наклон которых не превышает 28%, черепицу используют, когда уклон не менее 33%, а листы стальные оцинкованные применяют на кровле, имеющей угол не более 29%.

Порядок расчета высоты конька

Когда принято решение относительно конструкции крыши, выбран материал перекрытия, учтены климатические условия и определен наклон кровли, можно вычислить высоту конька. Расчет производят при помощи угольника или путем математических расчетов. В последнем случае ширину пролета здания делят на 2, и полученный результат умножают на относительную величину, которая отражена в таблице, приведенной в статье. Для каждого угла наклона в ней расписаны значения.

В качестве примера можно привести такой расчет: ширина постройки 4 метра, а уклон кровли 30 градусов, тогда получается следующий результат:

4: 2= 2 2х0,557=1,11(метра)

Согласно расчетам, высота конька должна составлять 1,11 метра. При ремонте кровли, используя приведенную формулу, можно определить уклон кровли, но вычисления выполняют в обратном порядке. Не составит труда рассчитать таким же образом.

Определение угла уклона угломером

Чтобы определить, например, уклон двускатной крыши, рейку прибора следует расположить перпендикулярно, то есть под углом в 90 градусов, относительно конька. После этого указатель маятника покажет на искомую величину, выраженную в градусах. Если требуется результат в процентах, пользуются таблицей, о которой уже писалось ранее.

Разуклонка кровли

Разуклонка – это ряд мероприятий, применяемых для создания наклона на плоских крышах, устройства на них коньков и ендов. Благодаря этому уклон односкатной крыши способствует решению проблем с накоплением осадков на ее поверхности. Уклон нужно просчитать заранее. ещё до того,

Металлочерепица считается одним из самых удобных и популярных кровельных материалов. Отличаясь высокой несущей способностью, прочностью, простотой монтажа, металлочерепица мало подвержена механическим воздействиям. Планируя выкладку материала, следует высчитать правильный уклон для металлочерепицы и соблюсти технологические тонкости монтажа. Тогда крыша будет служить долго и не потребует скорого подновления.

Уклон кровли – важная определяющая конструкции, образовываемая углом, обрезанным плоскостью перекрытия и кровельным скатом. Выражается показатель в процентах или градусах, вычисляется путем деления высоты конька на 1/2 ширины строения. Угол наклона кровли из металлочерепицы регламентируется СНиП и инструкцией поставщика. От показателя зависят такие факторы, как:

1. Применение кровельного покрытия на крыше.
2. Способность крыши эффективно отводить природные осадки, противостоять ветрам и другим климатическим явлениям.
3. Цена кровельных работ.
4. Масса кровельного пирога.

Достаточно новое покрытие, металлочерепица, не так жестко регламентируется стандартами. Поэтому производитель часто сам советует показатель минимального угла, опираясь на технические характеристики продукции. Расчет производится по толщине листа, несущей способности основы и метода выкладки кровельного покрытия. Однако существуют оптимальные значения, на которые следует опираться:

• При скате в 6 метров длины минимальный уклон по СНиП должен быть не менее 14°.
• Допустимый уклон кровли из металлочерепицы должен находиться в пределах 14-45°.
• Оптимальная величина угла 22°, этого показателя достаточно для нормального отведения осадков при площади скатов менее 6 метров.

Выбор уклона кровли не всегда отличается простотой, потому опираясь на показатели СНиП, следует принять во внимание такие рекомендации по обустраиваемой крутизне ската:

1. Уровень снеговой нагрузки в регионе строительства. Для определения показателя нужно взять информацию из справочника и высчитать среднегодовое количество в зимний период. Чем толще снеговой покров, тем больше уровень наклона, в противном случае снеговая масса будет задерживаться на крыше, что приведет к деформации листов.
2. Ветровая нагрузка – показатель также зависит от особенностей региона. При максимальной интенсивности ветровых потоков угол наклона обустраивается небольшой, что снижает парусность скатов.

Совет! В расчет принимается также количество ураганов, смерчей и других природных катаклизмов. Информация берется из справочников.

Особенности металлочерепичных крыш с малым уклоном

Самый низкий показатель угла наклона ската 14°, но опытные кровельщики укладывают материалы и при расчетах угла в 10-14°. А для обеспечения надежности кровельного ковра и снижения риска протечек выполняются следующие действия:

• Увеличивается частота реек в обрешетке за счет снижения межстропильного шага.
• Усиливается система стропил посредством частой или сплошной обрешетки.
• Значительно повысить количество нахлестов! Несмотря на рекомендации производителей по горизонтальному нахлесту в 8 см, вертикальному в 10-15, нахлест увеличивается на ширину волны. Благодаря такому способу повышается прочность кровельного ковра и исключается риск протечек на крыше малого ската.
• Тщательно изолировать места стыков герметиком на силиконовой основе.

Совет! Все предпринимаемые меры имеют временный характер, поэтому визуальный осмотр крыши раз в год не повредит.

Определение уклона кровли по геометрическим размерам или в градусах

Формула расчета крутизны ската для крыши из металлочерепицы по размерам, например, для двускатной крыши рассчитывается по следующей формуле: I = H/(1/2L), где:

• I - нужный угол для металлочерепицы;
• H – расстояние от границы перекрытия до конька, то есть показатель высоты стропильной конструкции;
• L – размеры ширины строения.

Чтобы найти процентное соотношение, полученный показатель i умножается на 100. А для выражения в градусах следует воспользоваться тригонометрической функцией или найти значение в соответствующей таблице:

градусы	%	градусы	%	градусы	%
1	1,7	16	28,7	31	60,0
2	3,5	17	30,5	32	62,4
3	5,2	18	32,5	33	64,9
4	7,0	19	34,4	34	67,4
5	8,7	20	36,4	35	70,0
6	10,5	21	38,4	36	72,6
7	12,3	22	40,4	37	75,4
8	14,1	23	42,4	38	78,9
9	15,8	24	44,5	39	80,9
10	17,6	25	46,6	40	83,9
11	19,3	26	48,7	41	86,0
12	21,1	27	50,9	42	90,0
13	23,0	28	53,1	43	93,0
14	24,9	29	55,4	44	96,5
15	26,8	30	57,7	45	100

Важно! Данный тип расчета подходит для одно-, двухскатных крыш. Для односкатной берется во внимание вся длина пролета. В случае обустройства кровельного ковра с наличием нессиметричного ската, угол крыши рассчитывается по расстоянию от точки проекции конькового элемента до перекрытия для каждого ската по отдельности.

Оптимальный угол для кровли с наличием сложных конструктивных элементов принимается в расчет поправочный коэффициент для проекции по горизонтальному направлению:

• Угол кровли 1: 12 (7°) – К = 1,014;
• 1:10 (8°) = 1,020;
• 1:8 (10°) = 1,031;
• 1:6 (13°) = 1,054;
• 1:5 (15°) = 1,077;
• 1:4 (18°) = 1,118;
• 1:3 (22°) = 1,202;
• 1:2 (30°) = 1,410.

Критерии выбора угла наклона

Высчитывая угол наклона крыши для металлочерепицы, нужно знать, что малая крутизна имеет свои достоинства:

1. экономичность расхода материалов;
2. снижение весовой массы кровельного ковра, показателя парусности листов, что минимизирует риск появления дефектов при шквальных ветрах;
3. удобство и простоту обустройства систем водоотведения.

Но есть и недостатки, если наклон крыши минимальный, то:

1. необходимо максимально герметизировать стыки, так как практически полное отсутствие слива повышает возможность проникновения влаги через точки крепления;
2. придется чаще убирать снеговые завалы на крыше, чтобы металлочерепица не подвергалась повышенной нагрузке;
3. необходимость обустройства мощной обрешетки потребует просчета несущей способности основания и усложнит крепление кровельных элементов;
4. под плоской крышей не всегда есть возможность обустройства просторных жилых/нежилых помещений.

Но если уклон крыши большой, например в 45°, то, несмотря на свободный сход снегового покрова, увеличена масса покрытия, из-за чего листы попросту сползают. Выход – упрочнение крепежа и неукоснительное соблюдение технологии монтажа кровельного ковра. Кроме того, когда угол наклона крыши из металлочерепицы слишком крутой, увеличивается расход кровельного материала, как и при обустройстве фигурных скатов.

Чтобы не просчитывать, какой угол будет лучше, берите за основу рекомендации опытных кровельщиков: для односкатных крыш составляет 20-30°, для двухскатных – 25-45°. И небольшой совет: при обустройстве обрешетки с частым шагом получается некая амортизационная подушка, упрочняющая кровельный ковер. Зная формулу расчета, легко просчитать разные варианты крутизны скатов и решить, какому углу отдать предпочтение, в зависимости от погодных, климатических условий и финансовой составляющей: как ни крути, на крыши с минимальным уклоном расход материала меньше.

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.

Как выбирают оптимальный угол проектировщики

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

Какие нагрузки принимаются во внимание при определении угла наклона крыши

Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.

1. Длительные (постоянные) нагрузки на стропильную систему . К ним относится вес кровельных материалов, утеплителей, деревянных элементов стропильной конструкции. К этой категории следует относить нагрузки, возникающие вследствие тепловых расширений и изменений линейных размеров из-за изменений показателей относительной влажности пиломатериалов. Нормативные изменения температур определяются по формулам отдельно для отапливаемых и неотапливаемых помещений. Вес снегового покрова также считается длительной нагрузкой на стропильную систему и в обязательном порядке принимается во внимание во время определения оптимального угла наклона стропильных ног.

   

   

2. Кратковременные . На стропильную систему оказывает влияние вес рабочих, складируемых стройматериалов, масса специального оборудования и инструментов, используемых во время строительства, и ветровые нагрузки.

   

3. Особые нагрузки . Усилия, возникающие во время стихийных бедствий, землетрясений, взрывов, при резкой потере несущей способности одного или нескольких нагруженных узлов стропильной системы.

   

   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:

• должна гарантироваться безопасная эксплуатация зданий;
• целостность конструкции не может нарушаться даже во время кратковременных пиковых нагрузок;
• внешний вид крыши не должен изменяться весь период эксплуатации.

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.

Сложно представить себе любое здание без крыши. Кровля должна защищать здание от воздействия природных осадков, обладать огнестойкими и водонепроницаемыми свойствами, обеспечивать эффективный отвод атмосферных осадков. Долговечность эксплуатации здания и его отдельных элементов во многом зависит от качественной крыши. Для достижения лучших результатов стоит использовать более простые виды скатных крыш: односкатные, двухскатные, вальмовые, полувальмовые, мансардные.

Минимальный угол наклона крыши из металлочерепицы должен составлять 14 градусов.

Основные данные

График выбора кровельного материала в зависимости от уклона крыши.

Допустимый угол наклона металлической крыши обычно измеряют своими руками исходя из климатических условий того района, в котором ведется строительство, и кровельного материала. Минимально угол наклона должен составлять 110°, максимальный угол наклона можно определить путем анализа погодных условий, его значение может быть 45°. и больше. Для более теплого и сухого климата используется менее пологая крыша. Более крутой угол наклона дает возможность минимально скапливать снег и, соответственно, снижать снеговую нагрузку. Например, уклон 45° позволяет почти не учитывать вес снежного покрова.

Наряду с этим, увеличенный угол наклона резко повышает давление ветра на крышу. При уклоне в 45° давление ветра больше в 5 раз по сравнению с показателем в 11°. Следовательно, для большего угла наклона возникает необходимость в большем количестве реек для усиления обрешетки и стропил. От угла уклона крыши прямо зависит и ее стоимость.

Для кровли с углом наклона около 40-45° необходимо больше материалов (примерно в 1,5 раза), нежели для плоской крыши, а для 60° требуется в 2 раза больше кровельных материалов. При выборе конфигурации важно помнить, что от угла наклона напрямую зависит . Учет угла наклона позволяет определить материалы для кровли, а также произвести расчет слоев крыши и ее площади.

Материалы для кровли по своим свойствам (технические, экономические, физические) объединились в группе 1-11.

На графике они показаны дугообразными стрелками. Линии наклона показывают уклон ската. Выделенная (жирным) линия на графике обозначает отношение полной высоты данного конька h к половине его обычного заложения ½. Отношение 1/2 указывает, что вертикальный отрезок h располагается на горизонтальном отрезке ½ два раза. Наклонная линия на полукруглой шкале обозначает угол наклона в градусах, а шкала, расположенная вертикально, - уклон крыши в %.

Так рассчитывают минимальный уклон для тех или иных кровельных материалов. В качестве примера, с помощью данного графика проведем расчет нужного угла наклона для данной крыши с использованием металлической черепицы.

Как измерить уклон

На графике ищем наклонную линию, с которой стыкуется дугообразная стрела 2. Пересечение наклонной линии c вертикальной шкалой определяет уклон, минимально допустимый для данной крыши, который равен 50%. Нам известно, что уклон ската определяется отношением высоты конька к половине его заложения. Произведем расчет таким образом:

i = 10 метров (заложение)

h = 4 метра (высота конька)

получаем

i= h / (1/2) = 4 / (10/2) = 0,8

Для того чтобы измерить уклон в %, это отношение умножают на 100

Таким образом, уклон в 80% при соблюдении норм строительства обеспечит достаточный сброс дождевой воды со всей площади. Для кровли из рулонных полимерно-битумных, битумных и мастичных материалов с уклоном 10° необходим защитный слой для основного водоизоляционного покрова из гравия либо каменной крошки, у которой марка морозостойкости не меньше 100. Такой же защитный слой применяется для кровли крыши с помощью пленочных рулонных материалов с углом до 2,5%. Слой для защиты из гравия должен быть толщиной 1-1,6 см, а слой крупнозернистой посыпки - 0,3-0,5 см.

Причем на крышах с уклоном примерно до 2,5% с использованием эластомерных пленочных материалов в рулонах, выполненных свободной кладкой, необходим утяжеляющий слой гравия из расчета 50 кгс/кв.м.

На крышах из битумно-полимерных или битумных покрытий в рулонах с углом наклона выше 10% верхний слой гидроизоляционного покрова выполняется из крупнозернистой посыпки. На крышах из мастичных материалов с углом больше 10% предусматривается защитный слой из красочных составов.

При создании крыши из асбестоцементных листов, а также профнастила и металлической черепицы с наклоном до 20% по всей площади необходимо производить герметизацию стыков. Не более чем на 5% можно допустить отклонение из мелкоштучных материалов. Производя эти расчеты, можно узнать площадь помещения мансарды или чердака.

Единицы измерения и инструменты

В основание металлической конструкции встроены цифровой дисплей с элементами управления.

Величина уклона на всех чертежах может обозначаться в градусах или в процентах, а сам он обозначается буквой «i». В настоящий момент нет строгих правил, как обозначать данную величину. Единицей измерения считают градусы или проценты (%).

Угол уклона измеряется двумя способами:

1. Специальным уклономером.
2. Математическим способом, с помощью вычислений.

Уклономер - это специальная рейка с рамкой, у которой между планками есть ось, на которой закреплен маятник, и своя шкала деления. Когда эта рейка расположена в горизонтальном положении, то маятник на ее шкале отклонен на ноль градусов. Для произведения измерения уклона ската рейку прибора располагают перпендикулярно коньку, в вертикальном положении.

По шкале определяют угол отклонения маятника, который указывает уклон этого ската данной крыши в градусах. Этот метод определения применяется очень и очень редко. На данный момент разработано множество геодезических приборов для определения этих величин и специальные уровни-уклономеры, как капельные, так и электронные.

Математический расчет

1. Вертикальная высота (обозначается как H) - высота от верхней точки данного ската (обычно считают от конька) до самой нижней точки (так называемого карниза).
2. Заложение - горизонтальный промежуток от самой нижней точки данного ската до самой верхней его точки.

Уклон крыши (его величину) с применением математического расчета находят так.

Угол наклона отдельного ската i выражается через отношение измеренной высоты крыши Н к расстоянию заложения L. Таким образом

Для точного определения этого значения в процентах отношение i умножают на 100. Затем, для определения его значения в градусах, мы производим перевод процентов в градусы.

Для полного понимания этого метода приведем наглядный расчет:

высота равна 3,0 м,

длина заложения равна 5 м.

По формуле вычисляем i:

Проводим расчет процентов

Переводим в градусы. Получаем 31 градус.

При проектировании стропил кровли частного дома нужно уметь правильно рассчитать угол наклона крыши. Как сориентироваться в различных единицах измерения, по каким формулам вести расчёт и как влияет угол наклона на ветровую и снеговую нагрузку крыши, мы и поговорим в этой статье.

Кровля частного дома, возводимого по индивидуальному проекту, может быть очень простой или удивительно причудливой. Угол уклона каждого ската зависит от архитектурного решения всего дома, наличия чердака или мансарды, используемого кровельного материала, климатической зоны, в которой располагается приусадебный участок. В компромиссе этих параметров нужно найти оптимальное решение, сочетающее прочность крыши с полезным использованием подкрышного пространства и внешним видом дома или комплекса построек.

Единицы измерения угла наклона крыши

Угол наклона — это величина между горизонтальной частью конструкции, плитами или балками перекрытия, и поверхностью кровли или стропилами.

В справочниках, СНиП, технической литературе встречаются различные единицы измерения углов:

• градусы;
• соотношение сторон;
• проценты.

Ещё одна единица измерения углов — радиан — в таких расчётах не применяется.

Что такое градусы, все помнят из школьной программы. Соотношение сторон прямоугольного треугольника, который образован основанием — L, высотой — Н (см. на рисунок выше) и настилом крыши выражается, как Н:L. Если α = 45°, треугольник — равносторонний, и соотношение сторон (катетов) равно 1:1. В случае, когда соотношение не даёт чёткого представления о наклоне, говорят о проценте. Это то же отношение, но рассчитанное в долях с переводом в проценты. Например, при H = 2,25 м и L = 5,60 м:

• 2,25 м / 5,60 м · 100 % = 40%

Цифровое выражение одних единиц через другие наглядно изображено на диаграмме ниже:

Формулы для расчёта угла наклона крыши, длины стропил и площади покрытия кровельным материалом

Чтобы легко рассчитать размеры элементов крыши и стропильной системы , нужно вспомнить, как мы решали задачи с треугольниками в школе, пользуясь основными тригонометрическими функциями.

Как это поможет в расчёте крыши? Разбиваем сложные элементы на простые прямоугольные треугольники и находим решение для каждого случая, пользуясь тригонометрическими функциями и теоремой Пифагора.

Чаще встречаются более сложные конфигурации.

Например, нужно рассчитать длину стропил торцевой части вальмовой крыши, которая представляет собой равнобедренный треугольник. Из вершины треугольника опускаем перпендикуляр на основание и получаем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого является средней линией торцевой части крыши. Зная ширину пролёта и высоту конька, из разбитой на элементарные треугольники конструкции можно найти угол наклона вальмы — α, угол наклона кровли — β и получить длину стропил треугольного и трапециевидного ската.

Формулы для расчёта (единицы измерения длин должны быть одинаковыми — м, см или мм — во всех расчётах, чтобы избежать путаницы):

Внимание! Расчёт длин стропил по этим формулам не учитывает величину свеса.

Пример

Крыша — четырёхскатная, вальмовая. Высота конька (СМ) — 2,25 м, ширина пролёта (W/2) — 7,0 м, глубина наклона торцевой части крыши (MN) — 1,5 м.

Получив значения sin(α) и tg(β), определить значение углов можно по таблице Брадиса. Полная и точная таблица с точностью до минуты представляет собой целую брошюру, а для грубых расчётов, которые в данном случае допустимы, можете воспользоваться небольшой таблицей значений.

Таблица 1

Угол наклона крыши, в градусах	tg(a)	sin(a)
5	0,09	0,09
10	0,18	0,17
15	0,27	0,26
20	0,36	0,34
25	0,47	0,42
30	0,58	0,50
35	0,70	0,57
40	0,84	0,64
45	1,00	0,71
50	1,19	0,77
55	1,43	0,82
60	1,73	0,87
65	2,14	0,91
70	2,75	0,94
75	3,73	0,96
80	5,67	0,98
85	11,43	0,99
90	∞	1

Для нашего примера:

• sin(α) = 0,832, α = 56,2° (получено интерполяцией соседних значений для углов в 55° и 60°)
• tg(β) = 0,643, β = 32,6°(получено интерполяцией соседних значений для углов в 30° и 35°)

Запомним эти цифры, они пригодятся нам при выборе материала.

Для расчёта количества кровельного материала потребуется определить площадь покрытия. Площадь ската двускатной крыши — прямоугольник. Его площадь — произведение сторон. Для нашего примера — вальмовой крыши — это сводится к определению площадей треугольника и трапеции.

Для нашего примера площадь одного торцового треугольного ската при CN = 2,704 м и W/2 = 7,0 м (расчёт необходимо выполнить с учётом удлинения кровли за пределы стен, принимаем длину свеса — 0,5 м):

• S = ((2,704 + 0,5) · (7,5 + 2 х 0,5)) / 2 = 13,62 м 2

Площадь одного бокового трапециевидного ската при W = 12,0 м, H с = 3,905 м (высота трапеции) и MN = 1,5 м:

• L к = W - 2 · MN = 9 м

Вычисляем площадь с учётом свесов:

• S = (3,905 + 0,5) · ((12,0 + 2 х 0,5) + 9,0) / 2 = 48,56 м 2

Суммарная площадь покрытия четырёх скатов:

• S Σ = (13,62 + 48,46) · 2 = 124,16 м 2

Рекомендации по наклону крыши в зависимости от назначения и материала

Неэксплуатируемая крыша может иметь минимальный угол наклона 2-7°, что обеспечивает невосприимчивость к ветровым нагрузкам. Для нормального схода снега угол лучше увеличить до 10°. Такие кровли распространены при строительстве хозяйственных построек, гаражей.

Если подкрышное пространство предполагается использовать в качестве чердака или мансарды , наклон одно- или двускатной крыши должен быть достаточно большим, иначе человек не сможет выпрямиться, а полезная площадь будет «съедена» стропильной системой. Поэтому целесообразно применить в таком случае ломаную крышу, например, мансардного типа. Минимальная высота потолков в таком помещении должна быть не менее 2,0 м, но желательно для комфортного пребывания — 2,5 м.

Варианты обустройства мансарды: 1-2. Двухскатная крыша классическая. 3. Крыша с переменным углом наклона. 4. Крыша с выносными консолями

Принимая тот или иной материал в качестве кровельного, необходимо учитывать требования по минимальному и максимальному уклону. В противном случае, возможны проблемы, требующие ремонта крыши или всего дома.

Таблица 2

Тип кровли	Диапазон допустимых углов монтажа, в градусах	Оптимальный наклон кровли, в градусах
Кровля из толя с посыпкой	3-30	4-10
Толевая кровля, двухслойная	4-50	6-12
Цинковая кровля с двойными стоячими фальцами (из цинковых лент)	3-90	5-30
Толевая кровля, простая	8-15	10-12
Пологая кровля, крытая кровельной сталью	12-18	15
Шпунтованная черепица с 4-мя желобками	18-50	22-45
Гонтовая кровля	18-21	19-20
Шпунтованная черепица, нормальная	20-33	22
Профнастил	18-35	25
Волнистый асбестоцементный лист	5-90	30
Искусственный шифер	20-90	25-45
Шиферная кровля, двухслойная	25-90	30-50
Шиферная кровля, нормальная	30-90	45
Стеклянная кровля	30-45	33
Черепица, двухслойная	35-60	45
Желобчатая голландская черепица	40-60	45

Полученные в нашем примере углы наклона находятся в диапазоне 32-56°, что соответствует шиферной кровле, но не исключает и некоторые другие материалы.

Определение динамических нагрузок в зависимости от угла наклона

Конструкция дома должна выдерживать статические и динамические нагрузки от крыши. Статические нагрузки — это вес стропильной системы и кровельных материалов, а также оборудования подкрышного пространства. Это постоянная величина.

Динамические нагрузки — величины переменные, зависящие от климата и времени года. Чтобы верно рассчитать нагрузки с учётом их возможной сочетаемости (одновременности), рекомендуем изучить СП 20.13330.2011 (разделы 10, 11 и Приложение Ж). В полном объёме этот расчёт с учётом всех возможных при конкретном строительстве факторах в этой статье не может быть изложен.

Ветровая нагрузка вычисляется с учётом районирования, а также особенностей расположения (подветренная, наветренная сторона) и угла наклона крыши, высоты здания. Основу расчёта составляет ветровое давление, средние значения которого зависит от региона строящегося дома. Остальные данные нужны для определения коэффициентов, корректирующих относительно постоянную для климатического района величину. Чем больше угол наклона, тем более серьёзные ветровые нагрузки испытывает крыша.

Таблица 3

Снеговая нагрузка, в отличие от ветровой, связана с углом наклона крыши противоположным образом: чем меньше угол, тем больше снега задерживается на кровле, тем ниже вероятность схождения снежного покрова без применения дополнительных средств , и тем большие нагрузки испытывает конструкция.

Таблица 4

Подходите к вопросу определения нагрузок серьёзно. Расчёт сечений, конструкции, а значит, надёжности и стоимости стропильной системы зависит от полученных значений. Если вы не уверены в своих силах, лучше заказать расчёт нагрузок у специалистов.