Warning
/var/www/krysha-expert..php
on line 2580
Warning /var/www/krysha-expert..php on line 1802
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
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
Расчет стропильной системы следует делать не после строительства коробки дома, а еще на этапе изготовления проекта здания. Надо помнить, что для очень ответственных и престижных сооружений такие работы рекомендуется заказывать профессиональным архитекторам, только они смогут выполнить правильные расчеты и гарантировать длительность и безопасность эксплуатации сооружения.
Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.
| Тип стропильной системы двухскатной крыши | Архитектурные особенности и краткое описание |
|---|---|
| Наиболее часто используемый вариант, имеет два полностью одинаковых ската прямоугольной формы. Нагрузки между отдельными элементами распределяются равномерно вне зависимости от их расположения. Количество дополнительных упоров не ограничивается, конкретное решение принимается в зависимости от планов использования чердачных помещений. Расчеты можно делать при помощи бесплатных программ, размещенных на строительных сайтах. |
| Конек смещен в одну из сторон дома или скаты с различными углами наклона. Более сложная для расчетов стропильная система крыши. Если в упрощенном варианте можно рассчитывать один скат и полученные данные автоматически применять для второго, то для асимметричной стропильной системы такой вариант использовать нельзя. Преимущества – оригинальный внешний вид. Недостатки – сложность расчетов и монтажа и уменьшение используемого чердачного пространства. |
| Чаще всего используется во время строительства мансардных помещений, позволяет существенно увеличивать объем чердачных помещений. Расчеты по сложности относятся к средней категории. Стропильная система с наружным изломом. Редко встречаются системы с внутренним изломом, кроме оригинального внешнего вида, они никаких преимуществ не имеют. |
Конструктивные элементы стропильной системы
Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.
Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.
Цены на брус
Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.
Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.
Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.
Затяжки рассчитываются на растяжение.
Прогоны
Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.
Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.
Лежни
Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.
Обрешетка
Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.
Какая обрешетка необходима под профнастил? Когда монтировать деревянную, а когда металлическую? Как правильно выбрать шаг обрешетки и какие при этом учитывать факторы?
Цены на доски строительные
Доски строительные
Этапы расчета двухскатной крыши
Все работы состоят из нескольких этапов, каждый оказывает большое влияние на устойчивость и долговечность эксплуатации конструкции.
Расчет параметров стропильных ног
На основании полученных данных определяются линейные параметры пиломатериалов и шаг ферм. Если нагрузки на стропила очень большие, то для равномерного их распределения устанавливаются вертикальные или угловые упоры, расчеты повторяются с учетом новых данных. Меняется направление воздействия усилий, величина крутящих и изгибающих моментов. Во время расчетов должны учитываться три вида нагрузок.
- Постоянные.
К этим нагрузкам относится вес кровельных материалов, обрешетки, утеплительных слоев. Если чердачное помещение эксплуатируемое, то следует принимать во внимание массу всех отелочных материалов внутренних поверхностей стен. Данные по кровельным материалам берутся из их технических характеристик. Легче всех металлические кровли, тяжелее всех натуральные сланцевые материалы, керамическая или цементно-песчаная штучная черепица.
- Переменные нагрузки.
Самые сложные для расчетов усилия, особенно в настоящее время, когда климат резко меняется. Для расчетов по-прежнему берутся данные со справочников СНиПа устаревшего образца. Для его таблиц применялись сведения пятидесятилетней давности, с этих пор значительно изменилась высота снежного покрова, сила и преобладающее направление ветра. Снеговые нагрузки могут в разы превышать имеющиеся в таблицах, что оказывает весомое влияние на достоверность расчетов.
Причем высота снега изменяется не только с учетом климатической зоны, но и в зависимости от расположения дома по сторонам света, рельефа местности, конкретного места расположения здания и т. д. Такими же недостоверными являются и данные о силе и направлении ветра. Архитекторы нашли выход из этой сложной ситуации: данные берут из старевших таблиц, но для страховки надежности и устойчивости в каждой формуле применяют коэффициент запаса прочности. Для ответственных стропильных систем на жилых зданиях норматив составляет 1,4. Это значит, что все линейные параметры элементов системы увеличиваются в 1,4 раза и за счет этого повышается надежность и безопасность эксплуатации конструкции.
Фактическая нагрузка от ветра равняется показателю в регионе расположения строения, умноженному коэффициент поправки. Поправочный коэффициент характеризует особенности расположения здания. По такой же формуле определяется и максимальная снеговая нагрузка.
- Индивидуальные нагрузки. К этой категории относятся специфические усилия, влияющие на стропильную систему двухскатной крыши во время землетрясения, торнадо и иных природных катаклизмов.
Конечные значения определяются с учетом вероятности одновременного действия всех вышеперечисленных нагрузок. Размеры каждого элемента стропильной системы рассчитываются с применением коэффициента запаса прочности. По такому же алгоритму проектируются не только стропильные ноги, но и перемычки, упоры, растяжки, прогоны и прочие элементы крыши.
Кровля является одним из важнейших элементов конструкции частного дома, поскольку препятствует проникновению атмосферных осадков, талых вод и холодных воздушных масс в помещения. Если знать, как правильно рассчитать высоту крыши и конька, ее устройство позволит самотеком отводить с кровельной поверхности влагу, не увеличивая нагрузку на систему стропил.
Необходимость проведения расчетов высоты крыши
Домовладение будет выглядеть гармонично при условии, что внешний вид кровли дополняет его архитектурное оформление. Для этого требуется грамотно вычислить высоту крыши по отношению к ширине дома.
В соответствии с принятой терминологией высотой конька – это расстояние между серединой основания кровельной конструкции и ее высшей точкой.
От величины данного параметра зависят такие характеристики:
- Угол наклона скатов. Чем больше высота конька, тем круче получается уклон кровли домовладения. В регионах, где зимой выпадает большое количество снега или в течение года часто идут проливные дожди, угол наклона скатов должен составлять 20 – 50 градусов.
- Площадь кровельной поверхности. Чем крыша выше, тем большая у скатов площадь, а значит увеличиваются затраты на проведение монтажа. Это связано с большим количеством стройматериалов, требуемых для возведения стропильной системы.
- Несущая способность кровельного каркаса. С увеличением высоты вес конструкции возрастает, как и нагрузка от слоев «пирога». По этой причине возникает потребность в усилении каркаса путем монтажа дополнительных элементов.
Имеется 2 методики, как узнать высоту крыши:
- рассчитать искомую величину в зависимости от размера желаемого уклона,
- сначала определиться с данным параметром, а потом только вычислять, какой при этом должен быть наклон скатов.
Выбор высоты конструкции
При проектировании необходимо знать высоту кровли, поскольку эта величина оказывает существенное влияние на ее эксплуатационные характеристики.
Владение информацией, как определить высоту крыши дома, поможет просчитать и создать ее проект, который будет отвечать климату региона и назначению постройки. В результате кровля прослужит гораздо дольше и ей реже потребуется обслуживание.
При проектировании конструкции крыши нужно учесть следующее:
- Среднегодовое количество осадков. Чем больше этот показатель, тем выше следует делать конек.
- Ветровую нагрузку. На местности с сильными ветрами обычно строят малоэтажные постройки с покатой невысокой кровлей.
- Назначение строения. Если проектом дома предусмотрено обустройство жилого мансардного помещения, тогда высоту конька нужно делать не меньше2,5 метра.
Как правильно рассчитать и определить высоту крыши, по отношению к ширине дома
Методика, как посчитать высоту крыши и конька, несложная. При проведении вычислений принято считать, что вертикальный срез кровли представляет собой равнобедренный треугольник, у которого основание равно ширине фронтона. При этом применяют математические формулы.
- Ширину конструкции делят на 2.
- Для определения уклона нужно выбрать угол между основанием и поверхностью кровельного ската.
- Далее по таблице Брадиса определяют тангенс этого угла.
- Половину значения ширины умножают на тангенс угла и получают высоту конька.
Обычно этот параметр выбирают так, чтобы наклон кровли составлял 25-45 градусов.
Классическая крыша русской избушки – двухскатная. Стропильная система для неё достаточно проста, и это обеспечило большую популярность такому виду крыши. Вальмовая крыша (четырёхскатная), например, геометрически сложнее. Её труднее рассчитать и построить, поэтому возьмёмся за расчёт симметричной крыши с двумя скатами.
Расчёт её заключается в определении длины стропил, которые образуют пары. Каждая из этих пар присоединяется к соседним стропильным фермам при помощи обрешётки. Торцы крыши – это треугольные фронтоны. Длина стропил, как и высота крыши, будет определяться её углом. Как его выбрать правильно? Это подскажет преобладающая в местности погода.
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 СП20.13330.2011, разработанный на основе СНиП 2.01.07-85* «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.
Расчёт высоты крыши
Обратимся к школьной геометрии. Нашу крышу надо представить в виде треугольника, собственно которым и является каждый из её фронтонов. Такой треугольник будет тупоугольным. Разделим его по оси симметрии на два прямоугольных треугольника. Мы получили два катета, один из которых (a) нам известен – это половина ширины дома. Второй катет (b), который пока не известен – это высота нашей крыши.
b = a * tg α, где:
α – угол крыши, взятый из свода правил.
Тангенс этого угла можно вычислить на инженерном калькуляторе или воспользоваться математическими таблицами. Полученный катет b – это и есть высота крыши.
Зная оба катета, мы можем вычислить величину гипотенузы. Это приблизительная длина стропил. Однако, поскольку крыша часто выходит за пределы стен дома, нависая над ними, длину стропил можно увеличить. Здесь вся зависит от архитектуры конкретной постройки.
Зная длину стропил и длину самой крыши, которая и в этом измерении тоже может выступать за края дома, нависая козырьком над фронтонами, мы уже можем рассчитывать её площадь, а следовательно – и количество кровельного материала.
Пример расчёта
Допустим, дом имеет ширину 6 м. Делим её пополам и получаем 3 м. Это наш катет a. Угол ската, рекомендованный для постройки дома в данной местности, составляет 45°.
b = 3 * tg 45° = 3 * 1
Но и без применения этой формулы можно догадаться, что при угле наклона 45° наш прямоугольный треугольник получится равносторонним. То есть даже без таблиц и калькулятора станет ясным, что высота крыши будет равна 3 м, то есть – половине ширины дома.
Точный расчет высоты двухскатной крыши
Для классической двухскатной крыши русской избушки расчёт заключается в определении длины стропил, которые образуют пары. Каждая из этих пар присоединяется при помощи обрешётки.
Как рассчитать высоту крыши: расчет высоты конька дома
Кровля является первым защитным барьером дома, который препятствует проникновению в жилое помещение холодного воздуха, талой или дождевой влаги. Если грамотно рассчитать, а затем правильно определить высоту конька кровли, она будет самостоятельно отводить атмосферную влагу, снеговую массу с поверхности ската, не допуская увеличения нагрузки на стропильную систему. В этой статье мы расскажем, как просто рассчитать высоту крыши дома, а также как этот параметр влияет на качества кровельной конструкции.
Определение и функции
Чтобы внешний вид крыши был гармоничным и органично дополнял архитектурный замысел дома, необходимо правильно рассчитать соотношение ширины и длины здания. Согласно строительной терминологии высотой конька называют расстояние от середины основания кровли до ее высшей точки. От этого параметра зависят следующие качества конструкции:
- Угол наклона скатов крыши. Чем выше конёк, тем круче должен быть уклон крыши дома. На территории средней полосы России, которая славится большим количеством зимних осадков, затяжными ливнями осенью, рекомендуется выбирать угол наклона скатов в пределах 20-50 градусов.
- Площадь скатов. Чем выше кровля, тем большую площадь имеют скаты, за счет чего увеличиваются расходы на кровельное покрытие, а также материал для изготовления стропильного каркаса.
- Несущая способность каркаса. С увеличением высоты крыши возрастает вес, а, следовательно, и нагрузка от кровельного пирога, из-за чего приходится усиливать каркас конструкции дополнительными элементами.
Важно! Существует 2 метода расчета высоты крыши: можно рассчитать этот параметр, исходя из величины желаемого уклона, или, наоборот, определиться с высотой кровли, а затем рассчитать, какой для этого нужно сделать угол наклона скатов.
Факторы, влияющие на выбор
Высота крыши дома оказывает значительное влияние на технические характеристики, эксплуатационные характеристики конструкции. Если правильно рассчитать, а затем сделать проект кровли, отвечающий климатическим условиям, характеру использования сооружения, то она прослужит дольше, будет нуждаться в меньшем уходе и обслуживании. При проектировании крыши дома учитывают следующие факторы:
- Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.
- Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.
- Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.
Обратите внимание! Высота и уклон крыши рассчитываются до составления проекта, так как эти показатели оказывают сильное влияние на конструкцию стропильного каркаса и выбор кровельного покрытия.
Порядок расчета
Выполнить расчет высоты кровли достаточно просто, даже если не иметь под рукой специальной программы-калькулятора. В основу вычислений принимается, что вертикальный срез крыши представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого соответствует ширине фронтона. Зная геометрические формулы, мы можем найти высоту конька по формуле вычисления, справедливой для треугольника:
- Сначала нам необходимо измерить ширину сооружения, а затем разделить эту величину на 2.
- Затем нужно определить уклон ската, то есть вычислить угол между основание кровли и поверхностью ската.
- Следующим действием мы по таблице Брадиса или с помощью инженерного калькулятора определяем тангенс угла, образованного основание крыши и скатом.
- Затем мы умножаем половину ширины перекрываемого сооружения на тангенс угла между скатом и основание крыши, получая высоту конька.
Как рассчитать высоту крыши - 3 фактора влияния и ходовая формула
Основой любого строительства всегда был, есть и будет грамотный расчет. Без него в лучшем случае хозяин заплатит лишние деньги, а в худшем строение просто рухнет. Рассчитать высоту конька для какой-либо стропильной системы относительно просто, но одной формулы мало, здесь нужно учитывать целый ряд факторов и далее мы разберем 3 основных фактора, плюс вы получите ту самую формулу расчета.
Конфигурации разных видов крыш.
Три фактора влияющие на высоту кровли
Прежде всего, разберемся с терминологией. Коньком кровли принято называть верхнюю линию соединения скатов этой самой кровли. Причем, конек - это именно горизонтальная линия. Если же, к примеру, у четырехскатной шатровой крыши горизонтальной линии нет, то рассчитывается высота верхней точки соединения скатов.
Большинство видов крыш можно разложить на прямоугольные треугольники.
Расчет двухскатной крыши здания считается самым простым, там мы имеем треугольник. Если от конька провести вертикаль к основе, то получаем 2 прямоугольных треугольника, которые и выступают главными действующими лицами в расчетах.
Но практически все сложные виды конструкций при близком рассмотрении можно разложить на такие же прямоугольные треугольники.
Двускатная конструкция наиболее проста в плане расчета.
Исключение составляют разве что сводчатые конструкции, но возведение такого сооружения своими руками и без подготовки маловероятно, поэтому сводчатую крышу мы оставим в покое и займемся факторами, влияющими на высоту треугольных крыш.
Фактор №1: с природой не поспоришь
В данном случае речь идет только об атмосферных явлениях то бишь - ветер, дождь и снег. Потому как устойчивость дома во время землетрясений к высоте конька не имеет отношения.
Тягаться со стихией, по меньшей мере, глупо, поэтому под нее нужно подстраиваться:
- в районах характеризующихся частыми ураганными ветрами рекомендуют делать уклон крыши не более 10º, максимум 15º, но к счастью у нас таких мест немного. В степных и умеренно-ветреных районах максимум составляет порядка 40 градусов,Атмосферные явления считаются одними из наиболее важных факторов при расчетах.
Все вышеуказанные данные можно найти в региональной метеослужбе или воспользоваться двумя профильными документами. Первый документ - СниП 23-01-99, а вторым выступает сборник синоптических карт по районам СП 20.13330.2011.
Фактор №2: кровельный материал
Угол наклона скатов напрямую влияет на выбор материала, которым вы планируете крыть крышу. Зачастую на большинстве материалов пишется рекомендованный диапазон угла наклона, но эту информацию еще нужно найти, поэтому проще запомнить несколько общих рекомендаций.
Высота конька и вид кровли связаны.
- Если материал штучный, к примеру, керамическая или битумная черепица, то угол наклона должен быть как можно больше, ведь на такой плоскости слишком много зацепок, соответственно осадкам будет за что держаться,
- На пологих скатах в приоритете стоят гладкие и крупные листы. Если раньше это был шифер, то сейчас по характеристикам скольжения его значительно обогнали, металлочерепица и профнастил. Есть еще фальцевая кровля, но она обходится дороже, поэтому используется реже,
- Тяжелые материалы, такие как керамическая черепица, любят крутые склоны, потому как на пологих склонах под них нужно монтировать гораздо более мощную стропильную систему.
Угол наклона влияет на вид кровельного материала.
Угол наклона ската еще влияет на количество кровельного материала и соответственно затраты на него. Чем круче кровля, тем дороже она обойдется. Так кровля с наклоном в 10º выйдет в 2 раза дешевле кровли с наклоном в 60º.
Фактор №3: чердак
Конструкции крыш бывают чердачные и без чердачные. В первом случае чердачное помещение отделено от нижнего этажа, а во втором, они составляют единое целое. Без чердачная крыша удобней для ветреных районов, в то время как с чердаком есть возможность обустройства дополнительной жилой площади.
Существуют чердачные и без чердачные крыши.
Чердачные конструкции бывают с жилым и не жилым чердаком. Так вот, если чердак не жилой, то пожарный минимум по высоте внутреннего помещения под коньком составляет 1,6 м.
Расчет полезного пространства по двускатной мансарде.
В ветреных районах высота жилых чердаков может быть увеличена за счет боковых «аттиковых» стен, что считается отличным выходом.
Полезную площадь чердака можно увеличить за счет аттиковых стен.
В эстетическом плане, если дом одноэтажный, то оптимальное соотношение высоты конька к высоте первого этажа составляет 1:1. Если сделать больше, то дом будет похож на гриб, а если меньше, то он визуально врастет в землю.
Формула расчета высоты крыши
Первый и едва ли не самый простой способ - это воспользоваться программой-калькулятором. Под статьей (в «подвале» сайта) вы найдете раздел «строительные калькуляторы», там есть такие программы.
Ширину дома вы знаете, желаемые параметры вам также известны, остальное подскажет программа и служба техподдержки сайта.
Как было упомянуто, большинство крыш можно разложить на простые прямоугольные треугольники, где один катет - это вертикаль от конька до основы, а вторым катетом выступает горизонталь по основанию, гипотенузой у нас является скат крыши.
Чтобы узнать высоту катета по вертикали нам нужно умножить катет по горизонтали на тангенс угла наклона кровли (тангенс берем из таблицы Брадиса).
Суть математического метода.
Кстати, угол наклона ската можно обозначать градусами, процентами или в виде десятичной дроби. В числителе такой дроби размер высоты конька, а в знаменателе горизонтальный катет нашего треугольника. Так вот строители обычно пользуются именно дробным определением угла наклона, так намного удобней.
Дробное определение угла наклона крыши считается более практичным.
Одним из основных элементов строения является крыша. От ее качества и правильно выбранной формы зависят жизнеспособность дома и покой его жильцов.
Любая скатная крыша состоит из нескольких основных элементов. К ним относятся:
- Стропильная система;
- Обрешетка;
- Кровля.
Предварительный расчет при проектировании дома должен помочь определить необходимое количество материалов для его строительства. Исходя их этого составляется бюджет (смета) расходов. Рассчитать стоимость крыши невозможно без определения ее формы и высоты.
Виды крыш
В современном строительстве распространены практически все существующие в архитектуре формы крыш. Широко распространены и двухскатные, а также четырехскатные (вальмовые) виды.
Кроме них встречаются и шатровые кровли, и куполообразные, и ломаные (мансардные) и сложные многоскатные.
Среди получивших наибольшее распространение чаще всего встречаются крыши двухскатные, представляющие собой несложную конструкцию, состоящую из двух наклонных скатов и двух фронтонов – вертикальных стен треугольной формы.
Крыши двускатной конструкции обычно монтируют на , . Оригинально смотрится и двухскатная крыша с мансардой.
Стропильная система таких кровель состоит из спаренных расположенных под углом к горизонтальной линии деталей. Обеспечивает их устойчивость дощатая или сплошная обрешетка.
Верхняя часть двускатных крыш, место стыка стропильных ног получило название конька. Это самая верхняя часть всего здания на которую многие владельцы частных домов устанавливают декоративный .
Для определения площади крыши и расчета количества досок для обрешетки, кровельного материала и длины самих лаг необходимо научиться рассчитывать высоту конька.
Быстро и точно произвести расчёт двухскатной крыши, в том числе определить высоту конька можно и с помощью онлайн-калькулятора в сети интернет.
Параметры, влияющие на высоту крыши
Крыша – верхняя часть здания, поэтому она воспринимает все нагрузки, приходящиеся на него. В зимний период – это скопление снега на кровле, в течение года – ветровое воздействие, которое тем больше, чем больше площадь скатов и чем круче они расположены относительно горизонтали.
При проектировании можно немного снизить влияние погодных факторов. Так, при использовании гладких кровельных материалов, таких как профлист или металлочерепица, можно значительно снизить количество снега, который будет скапливаться. При достаточном он будет соскальзывать вниз, не увеличивая значительно нагрузку на стропильную систему и обрешетку.
Для снижения ветровой нагрузки желательно изготавливать крыши с меньшим уклоном. Но это чревато образованием больших сугробов, которые при таянии снега могут привести к обрушению кровли. Следовательно, необходимо найти «золотую середину» между увеличением и уменьшением угла наклона кровли.
Определяем высоту конька
Способ первый – математический
Для расчета высоты конька двухскатной крыши необходимо представить её конструкцию в поперечном разрезе. Она будет представлять собой равнобедренный треугольник. Следовательно, высота конька будет являться высотой этого треугольника.
Построив высоту (перпендикуляр к основанию треугольника) получим два прямоугольных треугольника, в которых один из катетов и будет определять необходимый нам параметр. Второй катет может быть определен делением на 2 общей ширины дома.
Для соблюдения оптимальных условий эксплуатации дома в условиях большого количества осадков и достаточно сильных ветров угол уклона скатов крыш берут в диапазоне 20о - 45о. Рассчитать высоту конька двухскатной крыши, исходя из указанных параметров, поможет теорема Пифагора и таблица Брадиса.
По известной всем со школьных лет теореме длина одного катета (высота конька) будет определяться как произведения второго катета (половина ширины дома) на тангенс угла, противолежащего искомому катету (угол уклона кровли).
Приведем величину тангенса углов от 20о до 45о с шагом 5о.
Для примера рассчитаем высоту конька для стандартного деревянного дома 6х8 метров, расположенного в средней полосе нашей страны, с углом уклона крыши в 40о. В соответствии с приведенной выше формулой, имеющийся в нашем распоряжении катет будет иметь длину 3 метра (6:2=3).
Тангенс угла 40о определим по таблице. Он равен 0, 839. Умножаем известные нам числа и получаем:
Таким образом, при указанных параметрах высота конька от дома будет составлять 2,517 метров.
Способ второй – графический
Менее точно без использования математических формул и таблиц можно определить высоту конька, выполнив изображение разреза крыши в небольшом масштабе. Для этого начертите равнобедренный треугольник и проведите медиану, которая будет одновременно высотой.
Угол при основании треугольника необходимо точно начертить, используя транспортир. При поправках на точность математических инструментов можно получить приближенное значение искомых величин.
Важно! После завершения процесса монтажа конька на крышу, необходимо осуществить покрытие конькового прогона облегченной боковой черепицей. Этого требует устройство конька скатной крыши.
Таким образом рассчитывается высота конька двускатной крыши. При планировании использовать чердачное помещение необходимо определить оптимальные параметры внутреннего пространства для свободного перемещения жильцов и гостей дома.
Смотрите видео о строительстве конька для двускатной крыши и установки стропил:
Возведение крыши дома является завершающим этапом строительства и требует знаний о том, как рассчитать ее правильно.
Завершающий этап строительства дома — возведение крыши.
Что нужно учесть при расчете высоты крыши?
Крыша считается одним из самых важных элементов дома. При условии правильного выполнения она дополняет внешний вид дома, сохраняет тепло и комфорт внутри помещений. Как рассчитать высоту крыши? Для этого следует учитывать несколько факторов:
Для определения высоты крыши необходимо учитывать следующие факторы: количество скатов и угол наклона, форму крыши, высоту всего здания, вид материала.
- количество скатов и угол их наклона;
- форму;
- высоту всего здания;
- природные факторы (силу ветра, среднее количество осадков в год и др.);
- вид материала;
- пожелания хозяина дома.
Кроме того, увеличить размер конструкции может конек крыши, от которого зависит строение стропильной системы. Без знания этого параметра сложно рассчитать общую площадь кровли и количество материалов, необходимых для дальнейшей работы. Параметры конструкции будут зависеть и от других элементов: слоя утеплителя, снегозадержателей и др.
Если расчеты выполнены правильно, это позволит не только повысить прочность конструкции, но и сэкономить на
покупке строительных материалов, не переплачивая за излишек.
Способы расчета зависят от вида крыши дома.
Это важно учитывать, чтобы получить точные результаты.
Существует несколько основных видов крыш:
- двускатная;
- односкатная;
- четырехскатная;
- мансардная;
- шатровая.
Вернуться к оглавлению
Как рассчитать размер конька?
Таблица расчета минимального угла наклона для разных видов крыш.
Для правильного расчета конструкции крыши необходимо вычислить высоту конька. Он влияет на то, каким будет угол наклона ската и сколько потребуется средств для строительства.
Угол наклона зависит от материала, из которого планируется делать кровлю. Некоторые покрытия можно укладывать на кровлю с наклоном от 15 до 60°, другие — от 11 до 90°.
Важно учитывать функциональность и внешний вид будущей крыши. Плоская кровля испытывает значительную нагрузку по мере накопления снега. Слишком острая кровля выглядит не эстетично, к тому же увеличивается ветровая нагрузка. Оптимальным для европейской части континента считается угол наклона ската от 35 до 40°.
Коньковый прогон (конек) представляет собой горизонтально расположенный брус, который является стыком двух скатов кровли, именно на этот элемент опираются стропильные ноги. Обычно коньковый прогон применяется для двускатной кровли. Он может быть сделан из разных материалов в зависимости от материала основной часть кровли. Чаще всего используется оцинкованный кровельный прогон.
Для расчета высоты конька нужно вооружиться знаниями, полученными на уроках геометрии. Примите коньковый прогон за катет прямоугольного треугольника, длину дома — за второй катет / 2 и длину ската — за гипотенузу. Затем следуйте правилу: длина одного катета прямоугольного треугольника равняется длине второго катета, умноженного на тангенс угла при основании.
Вернуться к оглавлению
Расчет односкатной и двускатной конструкции
Высота конструкции вычисляется по формуле: ширину здания надо разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона.
Односкатная крыша — самый легкий вариант, поэтому ее расчет и возведение не требуют большого опыта строительных работ. Для того, чтобы получить высоту односкатной кровли, нужно измерить ширину здания в сантиметрах. Затем полученное число разделить на вторую цифру показателя оптимального уклона кровли. Так, если рекомендуется соотношение 1:5, то ширину здания нужно делить на 5. В результате получится число, которое показывает высоту односкатной крыши.
Чтобы рассчитать высоту крыши с двумя скатами, сначала нужно определить угол уклона. Чаще всего он составляет 30-50°. Меньший угол приведет к тому, что на поверхности будет скапливаться снег, что увеличит нагрузку на стропильную систему. Если уклон будет больше 50°, то усилится ветровая нагрузка.
Вычислить высоту конструкции можно по формуле: ширину здания разделить на 2 и умножить на тангенс угла наклона. Например, нужно определить высоту кровли дома шириной 8 м. Крыша двускатная, ее угол наклона — 35°. Коэффициент высоты (тангенс 35) равен 0,7. По формуле, ширину дома нужно разделить на 2 и умножить на коэффициент 0,7. В результате высота будет равна 2,8 м.
Вернуться к оглавлению
Расчет четырехскатной конструкции
Четырехскатная кровля на сегодняшний момент считается наиболее прочной, а кроме того, она отличается привлекательным внешним видом. Такая конструкция позволяет с легкостью монтировать отдельные элементы, например, окна.
Существуют 2 основные разновидности крыш:
- шатровые;
- вальмовые.
Виды скатных крыш: а – пологая двухскатная; б – крутая двухскатная; в – вальмовая четырехскатная; г – односкатная (в форме парты); д – ломаная (мансардная) двухскатная; е – шатровая четырехскатная.
Отличительной чертой шатровых крыш является одинаковая форма и площадь всех скатов. Шатровые крыши возводят на зданиях с одинаковой длиной сторон, они хорошо выдерживают ветровую нагрузку, что делает их идеальным вариантом для местности без определенного направления ветра.
Вальмовые крыши состоят из двух трапециевидных скатов и двух треугольных — вальмов. Конструкция такой кровли достаточно сложная, требует покупки большого количества дорогих материалов, но она отличается прекрасным внешним видом, идеально подходит для создания мансард. В вальмовых крышах часто встречаются встроенные элементы, например, окна.
Углы наклона вальмовых кровель достаточно большие, что делает их не лучшим вариантом для местности с сильным ветром. Это ограничение можно обойти с помощью установки дополнительной защиты, что потребует денежных вложений.
Для того, чтобы рассчитать высоту четырехскатной крыши, можно воспользоваться той же формулой, которая использовалась для расчета двускатной. Кроме этого, нужно вычислить высоту конька и системы стропил. Тщательные расчеты объясняются более сложным строением, необходимостью правильно подобрать несущие конструкции.
Оптимальная высота вальмовой кровли зависит от высоты мансарды. Чаще всего расстояние от пола до конька составляет 2 м плюс 50 см на утепление и обшивку.
Проектирование любой крыши — дело достаточно кропотливое, так как большая часть ударов непогоды — снег, дождь и сильный ветер приходятся в первую очередь на кровельные скаты и стропильный каркас. Даже при том, что по устойчивости и прочности двухскатная крыша считается наиболее оптимальным вариантом для любого малоэтажного здания.
Специалистам приходится неоднократно выполнять расчет высоты конька двухскатной крыши, чтобы подобрать золотую середину между углом наклона ската, объемом подкрышного пространства и парусностью постройки.
На что влияет высота конька
Любой человек, незнакомый с особенностями планировки и расчета двухскатной крыши, интуитивно может догадываться, что высота конька не может выбираться. Это действительно так. От высоты, на которой находится линия стыковки двух скатов, зависят два основных фактора, определяющих жизнеспособность и цену стропильного каркаса крыши:
- Длина стропил. Чем выше поднят конек, тем длиннее стропильные балки;
- С увеличением высоты конька возрастает стоимость балок, доски распорок и подкосов;
- Чем выше конек, тем больше расход кровельного покрытия, пленочной паро и гидроизоляции, утеплителя, подкладочного материала;
- Возрастает парусность постройки, если высота конька превысит определенное расчетом предельное значение, возможна ситуация, когда коробка здания не в состоянии удержать крышу.
В расчетах параметров крыши фактор влияния атмосферных явлений принимается, как один из наиболее важных. От высоты конька зависит не менее важная характеристика — угол наклона скатов крыши, чем выше конек, тем больше уклон.
К сведению! Порыв ветра средней интенсивности создает динамическое давление по нормали к поверхности кровельного пирога, достигающее 20 кг на квадратный метр.
Увеличение угла наклона на 5 о будет означать, что высота конька и длина ската крыши увеличатся почти на 10%, соответственно, для 10 о увеличение составит почти 30%. Казалось бы, улучшился сход дождевой воды и увеличился объем теплоизолирующего подкрышного пространства. Но одновременно возросла на 30% сила давления ветра. Расчет показывает, что давление скоростного потока воздуха на плоскость обычной двухскатной крыши размером 8х8 м составляет более 1200 кг, что само по себе немало, учитывая прочность стропильных балок. В этих условиях дополнительные 400 кг могут оказаться фатальными для мауэрлата крыши.
Строители не любят высоких коньков. Обычно это означает, что стропильные балки придется закупать по завышенной цене. Получается, чем больше высота конька, тем дороже обходится материал для двухскатной крыши. Для бруса, длиной более 6 м, цена за метр растет почти в арифметической прогрессии. Кроме того, стропильные балки приходится сращивать, а из-за изменения пропорций они становятся чрезмерно гибкими. Чтобы предотвратить слишком большой прогиб, нужно выполнить контрольный расчет деформации каждой балки и обязательно использовать подкосы.
Высоту конька нельзя увеличивать произвольно еще и по соображения устойчивости кровельного покрытия. Перед тем как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, необходимо определиться с видом кровельного покрытия. Большинство производителей выдают рекомендации об оптимальном угле наклона двухскатной крыши для конкретного вида кровельного материала. Например, гибкую черепицу нельзя укладывать на скат крыши с уклоном менее 16 о и более 40 о, а ондулин и металлочерепица не используются на скатах c углом наклона 60-65 о.
Положительные моменты увеличения высоты конька
Основных преимуществ со знаком плюс, возникающих при увеличении высоты конька, всего три:
- Снижение давления снегового покрова;
- Увеличение полезного пространства чердака за счет более высоких потолков;
- Улучшение вентиляции подкрышного пространства, снижение риска затекания дождевой воды под кровельный пирог, уменьшение расходов на утепление за счет более объемной воздушной подушки.
Крыша с высоким коньком идеально подходит для плотной городской застройки, при наличии большого количества осадков в виде снега, дождя и тумана. Такую кровлю зачастую даже не оборудуют полноценной теплоизоляцией, так как воздушный карман чердачного помещения снижает потери тепла в 3-4 раза более эффективно. Но для двухскатных крыш с высоким коньком потребуется особая конструкция фронтонов. Более эффективным решением будет заменить двухскатную крышу полувальмовой датской схемой.
Прежде чем сделать выбор, какой угол для двухскатной крыши подойдет больше всего, уместно будет сравнить те преимущества и недостатки, которые влечет за собой увеличение высоты конька.
Например, насколько важно для хозяев большое пространство чердака. Простой геометрический расчет показывает, что попытка обустроить жилое помещение на втором этаже здания с обычной двухскатной крышей, как правило, неэффективно. В этом случае используется менее половины рабочего пространства.
К сведению! Если высота стен мансардного помещения двухскатной крыши превысит 120 см от уровня потолочного перекрытия, строительная инспекция может квалифицировать его, как второй этаж, и запретить строительство или отказать в регистрации постройки.
В то же время стоимость возведения стропильной системы крыши за счет дополнительного количества пиломатериалов и утепления увеличится более чем на 70%. Нужно будет еще раз выполнить расчет сметы, скалькулировать стоимость услуг рабочих, и главное - пересчитать прочность стропильных балок для новой высоты конька.
В итоге получается, что двухскатная крыша с высотой конька более двух высот стен здания выгодна в первую очередь для дачных построек, когда чердак не утепляется и используется только как хозяйственное помещение. Но даже в этом случае высоту конька для двухскатной крыши нужно рассчитывать по науке.
Как определяется высота конька
Если выбор типа кровельного покрытия уже сделан, то для определения высоты конька потребуется сделать расчет или оценку устойчивости кровли к воздействию погодных факторов в данном климатическом поясе.
Возможно, вам не придется самостоятельно проверять устойчивость стропильного каркаса при различной высоте конька, это удел профессиональных проектировщиков. Но нужно знать, что расчет выполняется, исходя из статистики метеорологической службы по трем определяющим факторам:
- Преимущественному направлению и средней скорости ветра у поверхности земли и на высоте 7-10м;
- Средней и максимальной толщине снежного покрова в данной местности за последние 70 лет;
- Среднесуточная, максимальная плюсовая и минусовая температура на местности.
Для расчета потребуются табличные данные из свода правил СП 20-13330-2011, согласно которому территория страны разбита на восемь зон, с примерно равным количеством снега, выпадающего максимально в течение контрольного периода зимы. К первому поясу относят снеговую нагрузку в 80 кг/м 2 , для последнего, восьмого пояса количество снега на одном квадрате может достигать 560-600 кг.
Если сравнивать давление снега на крышу и динамическое давление ветра, то становится ясным, что расчет высоты конька и угла наклона двухскатной крыши должен проводиться в первую очередь по снеговой нагрузке. Для снежных районов высоту конька выбирают так, чтобы угол наклона двухскатной кровли находился в пределах 30-60 о. При больших углах давление снега можно не учитывать.
Но это не значит, что динамический напор ветра можно вообще не принимать в расчет. Например, рассмотрим систему фронтонов двухскатной крыши. При высоте конька в 3 м и ширине основания в 6 м площадь поверхности одного фронтона составляет 9 м 2 . По расчету, при скорости ветра в 10-12м/с на фронтон крыши будет воздействовать горизонтально приложенная сила в 200 кг. Это значит, что даже при небольшой высоте конька у стропильной системы есть шанс быть сложенной, как карточный домик, если в расчете каркаса не предусмотрена установка подкосов и ветровых досок.
Геометрия конька двухскатной крыши
Зачастую у всех, кто впервые соприкасается с темой расчета двухскатной крыши, возникает закономерный вопрос, - зачем нужно выполнять расчет высоты конька, если основные характеристики определяются углом наклона скатов?
По сути, угол наклона используется преимущественно для того, чтобы принять в расчет внешние климатические факторы, а высота конька является сугубо конструкционной величиной. От выбранной высоты конька определяются длина стропил и длина распорок и стоек, удерживающих коньковую балку.
Для выполнения расчета высоты конька используют два способа:
- С помощью тригонометрических функций;
- Табличный способ, по заранее рассчитанным длинам стропил и основания.
Если двухскатная крыша выполнена по симметричной схеме, то для расчета достаточно знать длину заложения или половину основания крыши и угол наклона. Далее по тангенсу определяем высоту конька, как на схеме.
Понятно, что тригонометрические функции очень неудобны и, главное, не наглядны для практической работы. Поэтому в строительных справочных таблицах можно увидеть обозначение угла наклона, как 5:10. Неважно, сколько это градусов, для расчета мастеру достаточно знать, что 5 - это высота конька, а 10 — длина заложения.
Кроме того, опроеделить высоту конька можно графическим или практическим методом. В первом случае используются чертежи или точные эскизы конструкции будущего стропильного двухскатного каркаса. Для строительных расчетов иногда достаточно просто измерить линейкой и пересчитать значения в масштабе чертежа. Несмотря на внешнюю примитивность, это наиболее надежный и проверенный способ расчета. Во втором случае приходится забираться на крышу с рулеткой и отвесом и измерять высоту конька на практике.
К примеру, при сборке двухскатного каркаса необходимо точно вырезать длину стропила и выполнить запил под опорные площадки на коньковой балке и на мауэрлат. На практике данные теоретического расчета длины используют только как справочные. Чтобы выполнить запил, мастер поднимается на крышу, измеряет отвесом и рулеткой высоту конька и длину основания, и только после этого выполняет расчет места запила.
Заключение
С развитием програмных комплексов для разработки и проектирования стропильных каркасов крыш можно получить полную деталировку всех конструктивных элементов стропильной системы с размерами и материалами. Но практические навыки выполнения расчета высот и размеров всегда пригодятся, хотя бы для того, чтобы проверить результаты, выданные машиной.
