Как определить оптимальный угол наклона двускатной крыши

Все мы знаем старое дедушкино выражение: «Важно иметь крышу над головой». Эти слова актуальны и сегодня. Каждый дом должен иметь крышу. И чем сильнее, тем лучше.

Подробный обзор

Выбор высоты конька

Кто бывал в странах Балтии или в Скандинавии, смог заметить, что крыши деревенских домов там островерхие. Это связано с большим количеством осадков, которое, в свою очередь, объясняется преобладанием морского и умеренного климата. С такой крыши моментально стекает вода, а снег – и вовсе не задерживается. Однако соседство с холмами, поросшими лесом, надёжно защищает эти населённые пункты от сильного ветра, поэтому большая парусность таких крыш не имеет большого значения.

В арабских домах крыши были плоскими, потому что количество осадков в пустынной местности – минимальное. Зато сильные сухие ветры в таких краях случаются.

Там же, где свирепствуют ветры в средней полосе, можно встретить дома с совершенно другими крышами – почти плоскими или дугообразными, потому что большую роль играет как раз отсутствие парусности или хорошая обтекаемость.

И если раньше такие дома строили интуитивно, основываясь на опыте поколений, сегодня для разных регионов России созданы своды правил, в которых описаны ветровые и снеговые нагрузки на кровлю. В частности, это , разработанный на основе СНиП * «Нагрузки и воздействия». В центральном регионе страны, к примеру, рекомендовано выбирать высоту конька так, чтобы угол наклона скатов был равен приблизительно 30–45°. Именно этот угол даст возможность рассчитать и высоту конька крыши, и длину стропил.

Характеристики, зависимые от высоты крыши

Если высота конька подобрана неправильно, строение может разрушиться под воздействием ветра или под тяжестью снега

Характеристики, зависимые от высоты крыши

Высота одноэтажного дома с крышей определяет его внешний вид и тесно связана с некоторыми характеристиками устройства кровли. Высчитать этот параметр также важно для определения расхода ресурсов на покрытие.

Угол наклонов скатов

Характеристики, зависимые от высоты крыши

При расчете высоты конька двускатной крыши следует учитывать: чем больше ее значение, тем более крутым выйдет наклон кровли. Если погода в местности характеризуется большим количеством осадков или снежными зимами, величина угла должна быть достаточной для того, чтобы влага не задерживалась на кровле. Нормой считаются значения в пределах 20-50 градусов.

Площадь кровельной поверхности

Характеристики, зависимые от высоты крыши

Высота крыши влияет на площадь скатовых поверхностей. Для монтажа островерхой конструкции потребуются большие объемы кровельных материалов. Таким образом, затраты на монтажные работы в этом случае возрастут.

Несущая способность кровельного каркаса

Характеристики, зависимые от высоты крыши

Габариты кровли влияют и на массу конструкции. У высокой крыши она будет больше, равно как и создаваемая слоями нагрузка на стропила. Такие тяжелые конструкции нуждаются в более мощном каркасе с большим числом компонентов.

Как материал может повлиять на наклон крыши?

Любая кровля – это своего рода слоеный пирог из гидро- и пароизоляции, утеплителя, обрешетки и внешнего покрытия. Все это уложено на стропильную систему под определенным углом, который ограничивает использование того или иного материала. Главным образом следует ориентироваться на инструкции, предложенные изготовителем, которые касаются и требований к уклону скатов. Кровельные материалы бывают рулонные, наборные (черепица и шифер), листовые, а также гибкие штучные, и для каждого типа предусмотрен минимальный угол крыши.

Для рулонных покрытий оптимальным считается уклон не более 15 градусов при условии, что материал укладывается в 2 слоя. Если же кровля делается трехслойной, она должна быть еще более пологой, около 5 градусов, при этом требуется дополнительная обрешетка для повышения прочности на случай увеличения временной нагрузки (снег, дождь). Но есть и исключение – мембранное покрытие, которое можно использовать при любом наклоне крыши.

Как материал может повлиять на наклон крыши?

Наборные материалы также не терпят крутых скатов, по той простой причине, что могут съехать под собственной тяжестью при малейшей предпосылке к этому, вроде штормового порыва ветра. Однако и слишком маленьким угол делать нельзя, поскольку в этом случае масса кровельного материала будет излишне нагружать опорные конструкции, то есть стропила, обрешетку и прочие элементы. Оптимальным считается угол 22 градуса, достаточной для того, чтобы во время дождя влага свободно стекала и не задувалась ветром под стыки.

В отношении профнастила и металлочерепицы минимальный уклон – 12 и 14 градусов соответственно, достаточно пологий, чтобы осадки стекали с крыши, и при этом не нарушалась ее герметичность на стыках. В большую сторону крутизна может увеличиваться без ограничений, однако с учетом того, что большая площадь кровли имеет солидную массу. Также не следует забывать про ветровую нагрузку и высокую парусность крыш с углом, близким к 45 градусам. Оптимальный наклон – порядка 27-30 градусов.

Расчет угла: ручной «калькулятор»

Существуют два способа расчета:

  • Высчитывают по высоте конька. Для этого ширину фронтона (торцы дома, которые образуют скаты) делят на 3. Полученное значение снова делят на три. Чтобы найти тангенс угла, воспользуйтесь таблицей Брадиса по тангенсам. Например, ширина фронтона – 9 метров. Высота конька – 3 метра. Тогда тангенс равен 1 метру (1000 миллиметров), значит, получится 45 градусов.
Читайте также:  Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши

По таблице Брадиса можно рассчитать угол наклона крыши

Расчет угла: ручной «калькулятор»
  • Высчитывают угол с уже известными шириной фронтона и высотой конька. Высоту конька делят на ширину фронтона. Например, высота конька – 3 метра, а ширина фронтона – 9 метров. 3 : 9 = 0,333. По таблице Брадиса по тангенсам это тангенс угла в 18 градусов и более.

Произвести правильные расчеты поможет наш калькулятор.

Заключение

При строительстве любого современного частного строения используется такой элемент, как конек. Он играет важную роль в конструкции крыши, поскольку защищает ее составные элементы от влаги и осадков. Именно поэтому так важно правильно рассчитать высоту конька двухскатной крыши. Для ее определения используется достаточно простая формула, однако в процессе расчетов придется предварительно выполнить замеры отдельных элементов кровельной конструкции. В принципе это основные сложности, которые могут возникнуть при расчете высоты конька для двухскатной крыши.

Конек – это часть стропильной системы. Он представлен горизонтальным брусом и находится на самом верху крыши. Это своего рода ребро соединения двух кровельных скатов. Стропильные ноги в свою очередь опираются на конек. Помимо выполнения функций двухскатных крыш, этот элемент может присутствовать и в более сложных конструкциях кровли. Коньковый элемент кровли – это последний элемент покрытия крыши. Он закрывает ребро стыка двух скатов, поэтому важна высота конька двухскатной крыши.

Установка конька осуществляется на завершающем этапе кровельных работ. В данном случае элемент представлен длинным узким листом материала, который обычно загибают в продольном направлении. Конек выполняется из самых разных материалов. На выбор влияет кровельное покрытие. Наиболее распространенным коньковым материалом является оцинкованная сталь.

Стропила

Стропила — это несущая конструкция всей крыши. Он также цепляется за них.

Важно, чтобы крыша была спроектирована таким образом, чтобы выдерживать вертикальную нагрузку ветра и дождя.

Элементы стропильной системы:

  • Ноги;
  • стоит;
  • Коньки;
  • …полотенца;
  • Реестр;
  • распорки.

Стропильная система двускатной крыши образует треугольную конструкцию. Треугольник с острой точкой выдерживает высокие ветровые и снеговые нагрузки.

Вы используете панели сечением 100 x 150 мм. Длина ступенчатых стропил должна составлять около 60-120 см. Средний вес составляет 50 кг на квадратный метр.

Возведение двускатной крыши поэтапно

Чтобы самостоятельно построить кровлю с нуля, нужно сначала подобрать лес подходящего сечения. В общем случае для строительства применяются пиломатериалы таких размеров:

  • доски толщиной 4—6 см и шириной 200 мм без сучков – на стропильные ноги и прогоны;
  • цельный квадратный брус 100—140 мм либо двойные доски такой же ширины – на мауэрлат;
  • доска 15 х 2,5 см – на стойки, подкосы и ригели.

Для определения количества стройматериалов необходимо рассчитать угол уклона и длину скатов, о чем подробно рассказывается в отдельной инструкции. Зная эти параметры, вы также можете уточнить размеры брусьев и шаг их установки, пользуясь таблицей:

Монтаж мауэрлата

Способ крепления лежней на стены и перегородки зависит от материала, из которого они построены:

Правильное крепление обвязочного бруса двускатной крыши подробно показана в тематическом видео:

Установка стропил и подкосов

Ферму висячего типа вполне можно собрать на земле, а затем подать наверх для монтажа, о чем подробно рассказывается в соответствующей статье. Но без грузоподъемных приспособлений вдвоем с помощником выполнить такую операцию нелегко, поэтому лучше монтировать все элементы по месту.

Пошагово сборка стропильной системы наслонного типа выглядит следующим образом:

  1. Выполните разметку точек крепления стропильных ног к мауэрлату и вырежьте в нем пазы по ширине досок. Если планируется крепление на стальных уголках, то надо выставить балку в проектное положение, наметить и сделать в ней вырез, чтобы получилась ровная площадка.
  2. На центральной перегородке установите крайние стойки конькового прогона, зафиксировав их временными подкосами.
  3. Соедините опоры коньковым брусом 200 х 50 мм, подперев стойками в местах крепления стропильных ног. Соединения выполняйте на саморезах через металлические уголки.

Когда коньковый прогон установлен, нужно примерить стропило с одной стороны и выпилить в нем посадочную площадку. Затем повторить операцию с противоположной стороны, приставить обе балки к коньку и подрезать, чтобы совместить в одну плоскость. После этого прикрепите обе ноги сверху и снизу уголками, а между собой свяжите пластинами.

Таким образом каждая нога крепится сверху и снизу

Таким же образом смонтируйте остальные фермы, устанавливая их с расчетным шагом.

Для ужесточения конструкции к наслонным балкам крепятся горизонтальные затяжки. Первоначально они прикручиваются к фермам саморезами, а затем крепятся сквозными болтами.

Настилаем покрытие

Последний этап строительства крыши дома своими руками – укладка гидроизоляции, монтаж обрешетки и финишного настила. Технология, которую мы предложим в пошаговой инструкции, подходит к большинству кровельных материалов, отличается только расстояние между досками для различных покрытий. Пример: для металлочерепицы следует выдержать шаг 35 см, для шиферной кровли – 500—600 мм, а интервал под профлист выбирается в зависимости от его марки и толщины металла.

Укладка кровельного материала производится в таком порядке:

  1. Укройте стропильную систему полотнами гидроизоляции – супердиффузионной мембраной, прибивая ее планками толщиной 4—5 см к балкам. Пленка раскладывается горизонтально снизу вверх с перехлестом 10—15 см и проклеиванием стыков скотчем.
  2. Перпендикулярно планкам набейте доски контробрешетки, соблюдая требуемый шаг.
  3. Уложите выбранное покрытие и прикрепите его к подготовленному основанию.
  4. Установите коньковую планку, обрамление дымохода и другие нащельники.

Если двускатную крышу необходимо сделать теплой, то заложите между стропил минеральную вату и пароизоляцию, как показано на разрезе кровли. Больше подробностей по монтажу смотрите в последнем видеоролике:

Читайте также:  Как должны выглядеть красивые дома: проекты и фото-примеры

В чем измеряется угол уклона крыши

Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i .

В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах ( % ). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.

Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты ( %). Их соотношение указаны ниже в таблице.

Уклон крыши соотношение градусы-проценты

градусы % градусы % градусы %
1,75% 16° 28,68% 31° 60,09%
3,50% 17° 30,58% 32° 62,48%
5,24% 18° 32,50% 33° 64,93%
7,00% 19° 34,43% 34° 67,45%
8,75% 20° 36,39% 35° 70,01%
10,51% 21° 38,38% 36° 72,65%
12,28% 22° 40,40% 37° 75,35%
14,05% 23° 42,45% 38° 78,13%
15,84% 24° 44,52% 39° 80,98%
10° 17,64% 25° 46,64% 40° 83,90%
11° 19,44% 26° 48,78% 41° 86,92%
12° 21,25% 27° 50,95% 42° 90,04%
13° 23,09% 28° 53,18% 43° 93,25%
14° 24,94% 29° 55,42% 44° 96,58%
15° 26,80% 30° 57,73% 45° 100%

Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:

Конвертер уклона – онлайн калькулятор

из градусов в проценты и из процентов в грудусы Перейти

Замер уклона крыши

Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.

Уклономер – это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.

Математический расчёт уклона

Можно рассчитать уклон крыши не используя геодезические и другие приборы для замеров уклона. Для этого необходимо знать два размера:

  • Вертикальная высота ( H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
  • Заложение ( L ) – горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней

При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:

Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L

Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.

Чтобы было понятней рассмотрим на примере:

Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.

Уклон равен: i = 2.0 : 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем – 24°.

Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы

Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.

Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.

Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие

Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.

Практический совет. Во время выбора оптимального угла наклона двухскатной крыши нужно добиваться, чтобы за счет увеличения продольных уменьшались поперечные усилия. То есть, по возможности увеличивать угол наклона скатов.

Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.

Таблица размеров и других параметров стропил

ГОСТ 24454-80. Файл для скачивания

С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.

Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу

Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.

Элементы стропильных систем

Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.

Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.

Читайте также:  Водосточные системы, водостоки, водоотвод

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту

На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.

Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.

Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки

Шаг Определяемся с требованиями к уклону

В функциональном плане односкатные крыши делят на три основных типа: вентилируемые, невентилируемые и комбинированные. Рассмотрим каждый вариант подробнее.

Вентилируемая конструкция

Такие обустраивают в строениях закрытого типа. В качестве вентиляции служат продухи и специальные пустоты между изоляционными слоями, через которые воздух, проходя, захватывает капельки влаги из утеплителя и выносит их наружу.

Шаг Определяемся с требованиями к уклону

Если такой вентиляции не обеспечить, тогда влага будет оставаться внутри утеплителя (а она все равно в него попадает, хоть и понемногу), и утеплитель начнет отсыревать, портиться. И в итоге разрушаться будет постепенно весь кровельный пирог.

Невентилируемая конструкция

Этот тип односкатной крыши преимущественно встречается на террасах и хозпостройках. Обычно угол такой крыши находится в интервале всего 3-6°, хотя никаких ограничений к нему нет.

Вентиляция в таких крышах не нужна потому, что воздух в помещении без стен или с часто открытыми широкими дверьми (как в случае с гаражом) и сам хорошо вентилирует, унося на улицу любые водяные пары. Которых, к слову, и так почти не образовываются в подобных постройках:

Шаг Определяемся с требованиями к уклону

В чем измеряется угол уклона крыши

Обозначение уклона кровли на чертежах может быть как в градусах, так и в процентах. Уклон крыши обозначается латинской буквой i .

В СНиПе II-26-76, данная величина указывается в процентах ( % ). В данный момент не существует строгих правил по обозначению размера уклона крыши.

Единицей измерения уклона крыши считают градусы или проценты ( %). Их соотношение указаны ниже в таблице.

Уклон крыши соотношение градусы-проценты

градусы % градусы % градусы %
1,75% 16° 28,68% 31° 60,09%
3,50% 17° 30,58% 32° 62,48%
5,24% 18° 32,50% 33° 64,93%
7,00% 19° 34,43% 34° 67,45%
8,75% 20° 36,39% 35° 70,01%
10,51% 21° 38,38% 36° 72,65%
12,28% 22° 40,40% 37° 75,35%
14,05% 23° 42,45% 38° 78,13%
15,84% 24° 44,52% 39° 80,98%
10° 17,64% 25° 46,64% 40° 83,90%
11° 19,44% 26° 48,78% 41° 86,92%
12° 21,25% 27° 50,95% 42° 90,04%
13° 23,09% 28° 53,18% 43° 93,25%
14° 24,94% 29° 55,42% 44° 96,58%
15° 26,80% 30° 57,73% 45° 100%

Перевести уклон из процентов в градусы и наоборот из градусов в проценты можно при помощи онлайн конвертера:

Конвертер уклона — онлайн калькулятор

из градусов в проценты и из процентов в грудусы Перейти

Замер уклона крыши

Измеряют угол уклона при помощи уклономера или же математическим способом.

Уклономер — это рейка с рамкой, между планками которой есть ось, шкала деления и к которой закреплён маятник. Когда рейка находится в горизонтальном положении, на шкале показывает ноль градусов. Чтобы произвести замер уклона ската крыши, рейку уклономера держат перпендикулярно коньку, то есть в вертикальном уровне. По шкале уклономера маятник указывает, какой уклон у данного ската крыши в градусах. Такой метод замера уклона стал уже менее актуален, так как сейчас появились разные геодезические приборы для замеров уклонов, а так же капельные и электронные уровни с уклономерами.

Математический расчёт уклона

Можно рассчитать уклон крыши не используя геодезические и другие приборы для замеров уклона. Для этого необходимо знать два размера:

  • Вертикальная высота ( H ) от верхней точки ската (как правило конька) до уровня нижней (карниза)
  • Заложение ( L ) — горизонтальное расстояние от нижней точки ската до верхней

При помощи математического расчёта величину уклона крыши находит следующим образом:

Угол уклона ската i равен отношению высоты кровли Н к заложению L

Для того, чтобы значение уклона выразить в процентах, это отношение умножают на 100. Далее,чтобы узнать значение уклона в градусах, переводим по таблице соотношений, расположенной выше.

Чтобы было понятней рассмотрим на примере:

Длина заложения 4,5 м, высота крыши 2,0 м.

Уклон равен: i = 2.0 : 4,5 = 0,44 теперь умножим на × 100 = 44 %. Переводим данное значение по таблице в градусы и получаем — 24°.

Пример расчета

Высота конька крыши определяется угольников (в зависимости от выбранного угла) или просчитывается заранее. Для этого ширину пролета делят пополам и умножают на специальный кровельный коэффициент, учитывающий углы скатов. Так, например, при ширине дома в 10 метров и углах скатов 25 градусов, высота конька рассчитывается так: половину ширины дома (5 м) умножают на коэффициент 0,47 (для 25 градусов). В итоге получается значение 2,35 — это и есть высота, на которую необходимо поднять конек.