Как рассчитать высоту крыши (конька) для двухскатного и вальмового (четырехскатного) типа кровли по отношению к ширине дома

Содержание

1. На что влияет высота конька
2. Положительные моменты увеличения высоты конька
3. Как определяется высота конька
4. Принимаем в расчет рекомендации строительной метеорологии
5. Математический и графический методы
6. Практический пример расчета
7. Геометрия конька двухскатной крыши
8. Ориентиры выбора высоты конька
9. Атмосферные явления
10. Наличие чердака
11. Тип кровельного покрытия
12. Высота крыши по отношению к ширине дома
13. Высота конька двухскатной крыши
14. Расчет высоты крыши четырехскатного типа
15. Делаем расчет исходя из типа кровельного материала
16. Как произвести расчет площади крыши сложной формы?
17. Как вычислить высоту крыши
18. На какой угол для двухскатной крыши приходится оптимальная высота конька
19. Климатические и технологические ограничения на высоту конька двухскатной крыши
20. Оптимальная высота конька двухскатной крыши
21. Альтернативный вариант
22. Определение площади двухскатной крыши
23. Площадь кровельного покрытия
24. Нормы требований по СНиП
25. Заключение

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 5о будет означать, что высота конька и длина ската крыши увеличатся почти на 10%, соответственно, для 10о 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 16о и более 40о, а ондулин и металлочерепица не используются на скатах c углом наклона 60-65о.

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.

Принимаем в расчет рекомендации строительной метеорологии

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.

Климатические рекомендации, помогающие правильно выполнить проверочный расчет, приведены в строительных нормах СНиПе 23.01.99.

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/м2, 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 30-60о. 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 м2. 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.

Математический и графический методы

Для определения высоты конька кровельной конструкции применяются следующие методы:

• Математический. Заключается в вычислении размера по формуле расчета длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
• Графический. Заключается в построении схемы крыши в масштабе с получением высоты конька.

Для производства математических вычислений применяется формула a= b × tgα, где а – искомая высота конька; b – половина ширины пролета; tgα – угол уклона, выбранный владельцем дома на основании технических предписаний и рекомендаций изготовителя кровельного покрытия.

Графическим способом высота конька определяется при пересечении оси симметрии крыши и линии ската, отложенной под заданным углом от крайней точки карнизного свеса. Разберем один из наглядных примеров графического построения для получения представления о процессе.

Отметим важный нюанс. Описанными способами вычисляется подъем крыши, а не полная высота конька. Реальное значение зависит от технологии крепления верха стропилин. В висячих системах высота конька остается без изменений. Аналогично в наслонных вариантах, если вершина стропилины не выступает над линией конькового прогона.

Если верха стропильных ног возвышаются над прогоном, то к подъему крыши следует прибавить 2/3 толщины доски или бруса, использованного в строительстве стропильной системы. Считается, что глубина врубки уменьшает толщину материала на треть.

Сооружаемой поверх стропилин обрешеткой и толщиной кровельного покрытия обычно в расчетах пренебрегают. Легких отклонений при строительстве крыши практически не избежать, по сути, 5-7 см кровли с обрешеткой почти не на что не влияют.

Практический пример расчета

Разберем на конкретном примере процедуру вычисления высоты конька. Так рассчитывают размеры двускатной крыши североамериканские плотники, специализирующиеся на строительстве малоэтажных каркасных домов. Принципиально процесс ничем не отличается от действий мастеров в других странах.

В примере есть чисто технологическая специфика: узел крепления нижних пяток стропильных ног к основанию крепится врубкой. Стропилины опираются на коньковую доску. Если этого не учесть при составлении схемы и выполнении расчетов, изменится уклон, что крайне нежелательно при выборе граничного значения угла наклона, рекомендованного производителем покрытия.

В основе самостоятельных построений все тот же равносторонний треугольник, разделенный на две симметричные половины. Нам известна ширина пролета коробки дома и угол наклона, т.к. он подбирается в соответствии с типом кровельного покрытия.

Советуем к прочтению:   с: характеристики, применение

Алгоритм вычисления высоты конька сводится к ряду следующих действий:

• Построим масштабированную схему и нанесем на нее точные размеры обустраиваемой коробки. Самый удобный и понятный масштаб 1: 100, согласно которому 1 см отображает в масштабе 1 м. Если работать с таким уменьшением некомфортно, можно подобрать масштаб мельче или крупнее.
• Найдем середину пролета и от полученной точки вверх прочертим ось симметрии крыши.
• От угла коробки откладываем транспортиром угол уклона проектируемой крыши. Проводим согласно отмеченному углу линию уклона.
• Пересечение оси симметрии крыши и линии уклона скатов, т.е. диагонали, даст нам возможность прикинуть, на какой высоте будут располагаться доска конькового прогона.
• Очерчиваем схематически абрис конькового прогона и опорной стойки, на которую будет укладываться прогон. Их ось симметрии обязана совпадать с осью симметрии крыши. Нужно просто в обе стороны от оси отложить половину толщины коньковой доски и провести произвольные линии.
• Линия основания треугольника, диагональ и близлежащая боковая грань конькового прогона вкупе со стойкой определяют искомый треугольник, вертикальный катет которого является подъемом крыши.
• Подъем уменьшаем на 1/3 толщины доски, т.е. на глубину врубки нижнего узла стропилин.
• От полученной высоты вверх откладываем ширину коньковой доски и вычерчиваем коньковый прогон, затем коньковую стойку.
• В масштабе вычерчиваем стропильную ногу, не забыв о том, что она просядет на 1/3 ширины из-за врубки. Для упрощения работы параллельно диагонали проводим прямую линию на расстоянии 2/3 толщины стропильной доски.

Проще говоря, высотой конька является сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропильной доски. На практике безукоризненной точности все равно не будет, но погрешность можно считать несущественной и вполне допустимой по строительным нормам возведения деревянных конструкций, прописанным в сборнике СП 64.13330.2011. В идеале должны учитываться процессы сжатия и смятия деревянных деталей системы.

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.

Ориентиры выбора высоты конька

Коньком называют горизонтальное ребро двухскатной крыши, образованное в месте соединения вершин ее наклонных плоскостей.Высоту конька без малейших сомнений отнесем к наиболее значимым параметрам, задающим пропорции крыши.

Как занижение, так и завышение ее может привести не только к нарушению архитектурной картины, но и к проблемам в эксплуатации. Горячее желание владельца дома воплотить собственные идеи нередко идет в разрез с техническими предписаниями, ознакомление с которыми поможет избежать серьезных ошибок.

Для того чтобы процесс исследования изучаемой величины был проще и понятнее представим будущую крышу в форме равностороннего треугольника. Это самый распространенный вариант. Кроме него есть асимметричные двухскатные крыши с различающимися по площади скатами.

Однако угол наклона обоих конструктивных составляющих чаще всего равен, потому высота конька вычисляется по стандартной схеме.

Равносторонний треугольник разобьем для удобства на две симметричные части. Проходящая от вершины треугольника до его основания линия – ось симметрии представленной нами фигуры, она же катет прямоугольного треугольника и высота конька.

Атмосферные явления

С климатической данностью спорить бессмысленно, необходимо подстраиваться под ее непреклонную диктовку и приспосабливаться. К атмосферным явлениям, оказывающим влияние на выбор высоты конька, относятся:

• Ветровая нагрузка. В областях, погодные условия которых отличаются частыми порывистыми ветрами, принято сооружать пологие и низко-скатные кровельные конструкции с углом наклона до 10º. В регионах со слабыми и умеренными ветрами высота конька может быть любой.
• Количество осадков. Осадки – потенциальная угроза протечек, из-за которых отсыревают, затем постепенно приходят в непригодность элементы стропильной системы и кровельного пирога. С крыш крутизной более 45º осадки удаляются гораздо быстрее, чем с пологих конструкций.
• Масса снежного покрова. В районах с обильными зимними осадками рекомендовано возведение крыш с уклоном более 45º с целью оптимизации скорости схода снежных залежей. С более низких и плоских крыш необходимо будет чаще счищать снег.

Обозначенные характеристики подскажет местная метеослужба. Можно самостоятельно найти их в сборнике с правилами и таблицами по строительной климатологии СНиП 23-01-99 или по приведенным в СП 20.13330.2011 картам районирования.

Наличие чердака

В семействе двухскатных крыш есть чердачные и бесчердачные представители. В первом случае пространство чердака отделено от коробки дома потолочным перекрытием. Их также именуют «раздельными», что подтверждает архитектурную независимость помещений между кровельной конструкцией и перекрытием.

Чердачные представители бывают жилыми и нежилыми. Высоту конька жилых крыш задает удобство перемещения. Конструкции с эксплуатируемым чердаком сооружаются в основном по ломаной схеме, предполагающей строительство стропильной системы из двух ярусов.

Высота конька эксплуатируемой чердачной крыши складывается из двух величин: высоты нижней части крыши и высоты вершины крыши, водруженной на нижний ярус. Высотный размер нижнего яруса обычно принимается от 2,0 до 2,3 м.

Вычисляется сложением роста самого высокого из будущих владельцев и запаса в 30 – 40 см, необходимых для удобства и безопасности перемещения. Размер верхушки ломаной крыши произвольный, зависит от вкусовых предпочтений хозяев.

Высота конька нежилых чердаков определена противопожарными нормами. К тому же размер чердачного пространства не должен создавать препоны для технического обслуживания. Регламент строительных нормативов указывает что, на чердаке должен быть сквозной проход вдоль всей крыши не менее 1,6 м по высоте и 1,2 м по длине. На коротких участках сложносоставной конструкции ширину и высоту сквозного прохода можно уменьшить на 40 см в обоих направлениях.

Во втором «бесчердачном» случае пространство под крышей не отделено от коробки перекрытием. Обычно оно расположено ниже: на уровне потолочной системы предыдущего этажа. Бесчердачные крыши именуются «совмещенными», что как раз и говорит о соединение пространства под крышей с частью пространства стопы.

Яркие представители конструкций без чердака относятся к полумансардному типу. Возводят их по обычной двухскатной схеме, но мауэрлат укладывается на стены высотой не менее 1,4 м. Высоту конька половинчатой мансарды отсчитывают от нижней грани мауэрлата.

Практичность сооружения полумансардной крыши в регионах с высокой ветровой нагрузкой сложно переоценить. Благодаря ее возведению на кровлю действует минимальная боковая нагрузка, а владельцы получают удобный и весьма просторный дополнительный этаж.

Без чердака и чердачного перекрытия сооружают невысокие крыши гаражей, небольших бытовых построек, складов. Устройство перекрытия в таких ситуациях и не экономично, и неразумно с точки зрения доступа для технического обслуживания.

Тип кровельного покрытия

Мы уже представили двускатную крышу равносторонним треугольником. А высоту конька представили катетом его прямоугольного собрата, полученного при делении конструкции на две симметричные части. В созданной нами геометрической фигуре все компоненты взаимосвязаны, включая углы и длины сторон.

Нам как проектировщикам крыши интересен угол ее уклона, т.к. он находится в прямой зависимости от типа и технических характеристик кровельного покрытия. Он-то и поможет определить оптимальную высоту проектируемой конструкции.

Есть несколько правил подбора кровельного материала с учетом высоты конька и крутизны крыши, это:

• Чем меньше штучные элементы кровли, тем больше обязан быть угол наклона скатных плоскостей. Многочисленные стыки штучных покрытий создают предпосылки для проникновения влаги под кровлю, потому надо ускорить сход осадков.
• Чем ниже крыша, тем меньше стыков и швов должно быть на покрытие. В приоритете для обустройства крупнолистовые и рулонные кровли.
• Чем тяжелее покрытие, тем круче следует строить крышу. Вес массивных элементов будет распределяться в проекции на единицу площади основания. В результате, чем выше конек, тем меньший груз давит на стропильную систему и перекрытие.

Правда, обустройство крутой крыши с высоким коньком обойдется дороже. На возведение конструкции с уклоном в 45º материала уйдет в 1,5 раза больше, чем на покрытие пологой крыши крутизной до 7 – 10º. А если скаты будут наклонены под углом в 60º, расходы вырастут в двукратном размере.

Советуем к прочтению:   Оцинкованная крыша: достоинства, недостатки и монтаж

Обычно интервал подходящих углов наклона производителями кровельного покрытия обозначаются в инструкции. Рекомендацией изготовителей стоит следовать во имя долгосрочной службы сооружения.

Зная рекомендованный угол наклона, ширину карнизных свесов и размеры коробки дома, можно в ходе несложных геометрических построений найти высоту конька. Однако в проектировании крыш применяется не только графический метод.

Уклон скатов обозначается градусами, процентами или десятичной дробью, в числителе которой указана высота конька, в знаменателе – половина перекрываемого пролета. Все три выражения наклона взаимосвязаны, но на стройплощадке удобнее пользоваться последним вариантом.

Немного найдется желающих откладывать угол наклона ската строительным транспортиром на объекте. Тем более что процесс установки наслонных стропил, например, производится на уже установленный коньковый прогон. Т.е. знать высоту расположения конькового прогона надо загодя. Это еще одна из веских причин, стимулирующих интерес к вычислению высоты конька.

К процентному выражению уклона крыши сложилось общее отношение и в среде мастеров, и в среде домашних умельцев. Проценты только помогут запутаться. Самый приемлемый метод отображения уклона – это отношение высоты конька к половине перекрываемого пролета. На стройплощадке он используется чаще всего.

Зная высоту конька, можно не подглядывать ежеминутно в проектную документацию. Просто путем измерений определяется середина фронтонной стены. В полученной точке строго вертикально прибивается брусок или жердь. От верхней грани предварительно установленного на стену мауэрлата вверх откладывается исследуемый нами размер. На него ориентируются при строительстве стропильной системы.

Высота крыши по отношению к ширине дома

С такого ракурса определение высоты крыши определяется на основании
теоремы Пифагора. Для этого поперечное сечение конструкции представляется как равносторонний треугольник.

Параметр, которые необходимы для расчетов – это угол наклона крыши. Высота конструкции – это катет прямоугольного треугольника.

Расчет проводят следующим образом:

1. Необходимо определить тангенс выбранного значения для угла ската.
2. Зная ширину дома, одну сторону, прилегающую к углу, можно вычислить, поделив значение на 2.
3. Далее имеющиеся значения нужно подставить под известную формулу a = b * tg a.
4. По такому принципу и можно понять зависимость высоты конька от ширины дома. Чем больше ширина дома, тем больше будет угол ската.

Соотношение ширины дома к высоте конька

Высота конька двухскатной крыши

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши и не наделать ошибок? Выше указан самый простой способ определить высоту крыши для двускатной ее разновидности. Используется для этого математическая формула. Но существует еще один способ расчета – графический. Изначально делается чертеж на бумаге, после чего измеряются полученные величины.

Принцип такого метода – перенести в точном пропорциональном соотношении в меньшем масштабе реальные параметры конструкции крыши.

Несмотря на то, что способ считают не таким точным, как математический, многим он удобен и также позволяет узнать необходимые результаты.

Алгоритм действий такой:

1. Чертится равнобедренный треугольник и проводится меридиану – это и будет высота конька.
2. Чертить треугольник необходимо, отталкиваясь от выбранного ранее угла наклона в зависимости от индивидуальных параметров дома и его месторасположения.
3. Для того чтобы начертить точно угол наклона крыши, следует воспользоваться транспортиром.
4. После того, как треугольник будет начерчен, проводиться измерение получившейся меридианы, т.е. высоты конька.

Такой способ особенно удобен для тех, кто собирается оборудовать чердак под помещение жилого типа. В этой ситуации есть возможность наглядно определить и обозначить все необходимые параметры.

Высота двухскатной крыши

Расчет высоты крыши четырехскатного типа

Несмотря на то, что четырехскатная разновидность крыши намного сложнее по конструкции, в расчетах можно воспользоваться параметрами и формулами по принципу расчета высоты двухскатной разновидности.

У четырехскатной крыши имеются две разновидности:

1. Шатровая. В такой конструкции все скаты крыши имеют одинаковые значения длины, площади и идентичны по форме. Такая разновидность используется в регионах с сильными ветрами. Она способна выдерживать сильные порывистые ветры и высокую степень нагрузки.
2. Вальмовая. Скаты представлены двумя треугольниками и трапециями. Такая разновидность требует значительных затрат на материалы для ее сооружения, однако – это идеальный вариант для устройства мансардного этажа. Однако, такая конструкция не подойдет для регионов, где в основанном сильные порывисты ветры. В таких условиях конструкция нуждается в дополнительном укреплении.

ВАЖНО!В любой из перечисленных разновидностей крыш для расчетов необходимо найти в конструкции фигуру прямоугольного треугольника. Это позволит определить искомые значения.

Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:

1. В конструкции можно найти прямоугольный треугольник.
2. В найденной фигуре обозначить гипотенузу, которой будут стропила, второй стороной – ширина дома, разделенная на 2.
3. Отталкиваясь от параметра угла наклона( tg угла), вычисляется третья сторона фигуры, которая и представляет высоту.

Высота вальмовой крыши

Делаем расчет исходя из типа кровельного материала

Еще одним фактором, влияющим на то, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, является тип используемого кровельного материала.

Для выбора подходящего кровельного покрытия, учитывая высоту конька, можно воспользоваться некоторыми правилами:

• Высота уклона скатной плоскости тем выше, чем меньше штучные узлы крыши. Большое количество стыков чаще всего становится причиной попадания влаги под кровлю, поэтому в таких случаях очень важно сделать схождение осадков более быстрым.
• Чем ниже уклон вашей крыши, тем меньше на ней должно присутствовать стыковых швов. Лучше всего в таких ситуациях покрывать кровлю крупнолистовыми и рулонными материалами.
• Чем больше масса покрытия, тем уклон крыши должен быть круче. Получается, что чем выше конек, тем меньшее усилие оказывается на систему стропил и перекрытие.

Перед тем как рассчитать высоту конька, учтите, что кровля с высоким коньком получится несколько дороже. К примеру, для крыши с уклоном 45º нужно в полтора раза больше материала, чем для конструкции с наклоном в 7-10º, а для кровли с наклоном в 60º потребуется денежных средств в два раза больше.

Как правило, расстояния подходящих узлов наклона изготовителями кровельных материалов указываются в инструкции. Такие рекомендации стоит учесть, если вы рассчитываете, что ваше сооружение прослужит как можно дольше. Учитывая рекомендованный уклон, ширину карнизных отсеков и размеры коробки дома, можно с легкостью определить высоту конька. В основном, высота крыши по отношению к ширине дома имеет более менее стандартное соотношение.Тем не менее, при планировании крыш используются и другие методы.

Для обозначения угла скатов используются градусы, проценты или десятичные дроби, в числе которых присутствует высота конька, а после дроби – половина перекрываемого пролета. На стройплощадке же легче всего пользоваться третьим вариантом. К процентным выражениям прибегают значительно реже, потому что мастера и домашние умельцы в них лишь путаются.

Монтаж наслонных стропил осуществляется на уже смонтированный коньковый прогон. Это значит, что уже заранее нужно знать высоту размещения конькового прогона. Если знать высоту конька, то можно не смотреть время от времени в проект. Методом измерений высчитывается центр фронтальной стены. В этом месте четко по вертикали закрепляется брусок или жердь. От верхней грани заранее смонтированного на стену мауэрлата вверх отсчитывается определяемый нами размер. Его и нужно будет учитывать в момент возведения стропильной системы.

Как произвести расчет площади крыши сложной формы?

В принципе, расчет площади кровли сложной конфигурации мало чем отличается от предыдущих способов. Конечно, придется затратить чуть больше времени, но правила расчета для всех общие:

• Разбиваем пространство на отдельные геометрические элементы. В результате мы получаем различные прямоугольники, треугольники, трапеции и прочие фигуры.
• Далее нужно воспользоваться математическими формулами, знакомыми еще со школьной программы, рассчитывая таким образом площадь для каждой фигуры.
• Помните, что длина ската берется от крайней линии карниза и заканчивая коньком крыши.
• Рассчитываем показатели для всех получившихся фигур, после чего складываем вместе все эти значения.
• Если вы видите, что скат кровли неправильной формы, то лучше разбить его на две простейшие фигуры, ведь куда проще рассчитывать площадь двух трапеций, чем площадь многоугольника. Так вы сэкономите себе время и нервы.

ОСТОРОЖНО!Ни в коем случае не вычитайте из получившегося значения площади такие элементы крыши, как дымоход, каналы вентиляции, окна мансарды и прочее. Это может привести к тому, что вы просто приобретете меньше кровельного материала, чем это требуется. Будьте предельно бдительны!

Расчет крыш сложных форм

Как вычислить высоту крыши

Для правильного расчета высоты конька крыши, а также, чтобы высота крыши по отношению к высоте дома была подобрана корректно, можно воспользоваться одним из многочисленных программ-калькуляторов, которые можно легко найти в интернете. Пользоваться ими очень просто, результаты вычислений получаются быстрыми и точными.

Единственный минус – проверить готовые результаты расчетов не так уже легко без возможности наглядной демонстрации планируемой конструкции крыши. К тому же, если вы случайно забьете в такой калькулятор неверное число, то найти ошибку можно будет лишь во время строительства. Поэтому, будет намного лучше, если вы еще до вычислений проверите все цифры и особенности конструкции, чтобы минимальная ошибка в будущем не стоила вам значительных незапланированных затрат.

Для того чтобы рассчитать высоту конька крыши как можно точнее, понадобятся знания тригонометрии, а также умение возводить постройки в масштабе согласно схемы. Воспользоваться для этого можно либо монитором, либо простым бумажным листом.

На какой угол для двухскатной крыши приходится оптимальная высота конька

В отличие от процесса проектирования, при непосредственном строительстве достаточно сложно работать с угловыми величинами. Чтобы непосредственно определить и точно выставить угол наклона ската, потребуется точная измерительная техника. Вместо угла наклона стропильных балок проще использовать линейные величины, например, длину стропил, размер пролета или высоту конька. Искомый угол наклона в таком случае легко рассчитать по тригонометрическим формулам, измерив высоту конька и расстояние между опорами стропил на мауэрлате.

Советуем к прочтению:   Как обшить фронтон сайдингом своими руками: пошаговая инструкция

Климатические и технологические ограничения на высоту конька двухскатной крыши

Для местности, где главным фактором является открытое пространство, соответственно, сильные ветровые нагрузки, высоту конька чаще всего рассчитывают, исходя из рекомендаций производителя кровельного материала.

В таких условиях основным фактором, определяющим устойчивость двухскатной крыши, является ветровая нагрузка. Дождевая вода и мокрый снег не представляют особой угрозы из-за сметающего эффекта горизонтальных воздушных потоков, поэтому в увеличении угла наклона кровельной конструкции нет необходимости. Мало того, при значительной высоте конька резко увеличивается парусность двухскатной крыши и давление на стены здания.

Уменьшать высоту коньковой балки до минимума специалисты не рекомендуют. Во-первых, это значительно снижает теплоизоляционные качества двухскатной крыши и уменьшает объем полезного пространства на чердаке.

Во-вторых, крышу с уменьшенной высотой конька воздушные потоки уже не придавливают к коробке здания, а стремятся опрокинуть или оторвать от опорной поверхности. Такая ситуация значительно хуже ситуации с парусностью, так как двухскатная кровля не рассчитана на избыточное внутреннее давление. В третьих, отдельные виды кровельного материала нельзя укладывать на скатах кровли с предельно малой высотой конька. Если возникает такая ситуация, то лучше обратиться за консультацией к специалистам по конкретному виду кровельного материала, которые помогут рассчитать запас прочности и способ укладки.

Если на местности фиксируется большое количество осадков в виде мокрого снега, высоту подъема конька двухскатной крыши и, соответственно, крутизну скатов рассчитывают по следующей схеме:

1. Определяется максимальное количество мокрого снега, выпадавшего в данной местности в течение последних десятков лет;
2. Исходя из будущих размеров коробки дома и финансовых возможностей, определяют максимальный размер стропил и несущую способность каркаса кровли при установленной толщине снежного покрова. Количество стропил, высота подъема и шаг рассчитываются на основании методики, изложенной в СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия»;
3. Если размер бруса под стропила получается непомерно большим, необходимо увеличивать высоту конька, но так, чтобы угол наклона двухскатной крыши не превысил оптимальные значения для выбранного кровельного материала.

При расчете нагрузки на стропила принимают, что при высоте конька, обеспечивающей угол наклона более 60о, вес снежной массы на поверхности двухскатной крыши можно не учитывать. При соотношении высоты конька над горизонтом мауэрлата к расстоянию между нижними опорами стропил меньше, чем ¼, давление снега на кровлю учитывается в полном объеме. В промежуточном положении при увеличении угла наклона двухскатной крыши от 20о до 60о поправочный уменьшающий коэффициент меняется монотонно от 0,7 до 0,1.

Оптимальная высота конька двухскатной крыши

Зачастую решение об увеличении высоты конька принимается не для снижения нагрузки на кровлю, а для увеличения полезного пространства чердачного помещения. Польза от такой модификации, на первый взгляд, очевидна. Можно увеличить объем полезного пространства и обустроить, например, мансарду и даже балкон. Оценить изменения формы и размеров подкрышного пространства относительно просто по приведенной на рисунке диаграмме.

Прежде чем принимать решение, попробуйте рассчитать геометрию последствий увеличения высоты конька. Рассмотрим в качестве примера изменение характеристик высоты и размеров двухскатной крыши для самого небольшого здания размером 6х4м и высотой стен 2,5м. Эскиз конструкции крыши приведен на рисунке.

При оптимальной высоте конька над плитой перекрытия в 2 м длина стропильной балки составит 2,9 м. При этом полезное пространство под двухскатной крышей составит всего 4х1,8х0,5 м. Этого достаточно для вентиляции и проведения работ по утеплению кровли. Ширина используемого полезного пространства при желании может быть увеличена до 1,5 м. На этой площади можно организовать спальню или комнату отдыха, для чего, собственно, и используется мансарда.

Угол наклона в 45о при высоте конька в 2 м обеспечивает оптимальную прочность конструкции, если правильно подобрать материал и рассчитать расход балки на постройку стропил, то можно получить очень умеренную стоимость стропильной системы, прежде всего, за счет отсутствия подкосов и распорок.

Можно попытаться увеличить ширину комфортной зоны мансарды с 0,5 м до 1,5 м. В этом случае высота конька и угол наклона двухскатной крыши увеличится до 3,6 м и 60о соответственно. Доступное к использованию пространство увеличилось с 1,5 м до 2,5 м, зона комфорта, или площадь, в пределах которой можно ходить, не нагибаясь, составляет 1,5 м, что вполне соответствует средним параметрам мансарды для дачного дома.

Длина стропил увеличилась с 2,9 м до 4,2 м. Предполагается увеличение стоимости бруса для каркаса двухскатной крыши на 30% за счет необходимости установки дополнительных силовых элементов – ригелей и подкосов. Если правильно рассчитать нагрузки и способ крепления, конструкция будет такой же прочной, как и в предыдущем варианте.

Если подробно рассчитать общую стоимость двухскатной крыши с высотой конька в 3,6 м, можно увидеть увеличение стоимости строительства на 45-50%. Большая часть увеличения затрат приходится на кровельные материалы.

Альтернативный вариант

Большинство специалистов рекомендует для обустройства мансарды ломаную конструкцию кровли. Условная схема такой конструкции приведена рисунке. Чем двухскатная крыша с высоким коньком лучше или хуже ломаной схемы.

Даже беглое сравнение двух вариантов, без попыток рассчитать точные характеристики, позволяет сделать определенные выводы.

Размер полезной площади мансарды в ломаном варианте крыши больше, чем у двухскатной схемы с увеличенной высотой конька на 15%, количество бруса и кровельных материалов затрачено больше на 19% и 7% соответственно. Стоимость работ у ломаной схемы на 30-33% выше. Двухскатная конструкция кровли получается выше на 0.8 м, но при этом центр тяжести каркаса находится ниже центра давления, что позволяет ей быть устойчивее при сильном ветре, несмотря на то, что угол наклона стропил в 60о выше, чем угол верхнего ряда ломаной кровли.

Кроме того, большие воздушные «мешки» над потолком и в боковых стенах мансарды двухскатного варианта хорошо утепляют и звукоизолируют помещение. Для длительного пребывания в помещении мансарды больше подойдет ломаная схема из-за увеличенного комфорта. Тогда как для дачного домика или бани вполне реально использовать конструкцию классической двухскатной крыши с увеличенной высотой коньковой балки.

Приведенное сравнение справедливо только для малоразмерных двухскатных и ломаных схем. По мере увеличения размеров дома двускатный вариант крыши с увеличенной высотой коньковой балки становится значительно дороже, чем стоимость аналогичной по размерам ломаной схемы.

Определение площади двухскатной крыши

При нахождении площади двускатной кровли необходимо принять во внимание следующие моменты :

• Суммарная площадь составит сумму площадей каждого из скатов. Поэтому вначале находят площадь одного ската и умножают на два;
• Редко, но бывают случаи, когда в двухскатной кровле скаты могут отличаться одним или несколькими параметрами (размерами). В этом случае расчет площади каждого ската выполняется отдельно. Общая площадь находится суммированием площадей отдельных скатов;
• Необходимо учесть, что если скат крыши представляет неправильный прямоугольник (т.е. хотя бы один из углов четырехугольника не равен 90°), то следует «разбить» скат на более простые фигуры и найти площади для них. Когда возникает такая ситуация, то скат разбивают на прямоугольник и прямоугольный треугольник;
• При нахождении площади не учитывают дымоходные трубы, слуховые и мансардные окна, отверстия для вентиляции;
• Учитывают фронтонные и карнизные свесы, парапеты, брандмауэрные стены.

Рассмотрим нахождение площади на простом примере. Коробка дома имеет размеры 7×9м, длина стропильной ноги составляет 4 метра, карнизный свес равен 0.4 метра, фронтонный свес равен 0.6 метра. Площадь одного ската составит :

где Lдд – длина дома (9 метров);

Lфс – значение длины фронтонного свеса (0.6 метра);

Lc – длина стропильной ноги, т.е. длина ската (4 метра);

Lкс – длина карнизного свеса (0.4 метра).

Найдем искомую площадь ската:

S=(9+2×0.6)×(4+0.4)=10.2×4.4=44.9 м 2 .

Площадь двухскатной кровли составит:

S=2×44.9=89.8 м 2 .

В случае использования покрытия из черепицы или рулонного материала длина скатов уменьшится на 0.6-0.8 метра.

Площадь кровельного покрытия

Площадь двускатной крыши рассчитывается для того, чтобы узнать необходимое количество материала, который будет положен на крышу. Чем круче наклон кровли, тем больше материала потребуется для ее перекрытия. Рекомендуется закупать материал с запасом 8-15%. Такой перерасход вызван нахлестом, с которым укладывается материал. Чтобы определить недостающий материал следует воспользоваться таблицей, в которой учитывается наклон и определяется коэффициент запаса материала.

При расчете площади двухскатной кровли необходимо правильно произвести все замеры и воспользоваться кровельным калькулятором в сети интернет для проверки самостоятельного расчета. Кроме того, если расчет сделан правильно – не придется покупать дополнительный материал.

Нормы требований по СНиП

Для того, чтобы правильно знать, как рассчитать конец двускатной крыши, воспользуйтесь нормативными документами. К ним относят нормы и правила, которые напрямую касаются возведения кровельных сооружений. К данным правовым документациям принадлежит Свод правил:СП20. 13330.2011. Он полагается на СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». В данном документе, Вы сможете увидеть формулу расчетов под снеговые нагрузки для двускатной крыш кровли.

Заключение

Все расчеты лучше всего их несколько раз проверить во избежание ошибок. Когда этот кропотливый подготовительный процесс будет завершен, можно смело приступать к закупке материала и подготавливать его в соответствии с полученными размерами.

После этого процесс монтажа крыши будет простым и быстрым. А в расчетах вам поможет наш калькулятор двухскатной крыши.

Источники

• https://2proraba.com/krysha/raschet-konka-dvuxskatnoj-kryshi.html
• https://KrovGid.com/proekt/vysota-konka-dvuxskatnoj-kryshi.html
• https://expert-dacha.pro/stroitelstvo/krysha/ustrojstvo/vysota.html
• https://kryshadoma.com/montazh-i-remont-krovli/kak-sdelat-raschet-vysoty-kryshi-kak-rasschitat-pravilno-vysotu-konka-dvukhskatnoy-krovli.html
• https://expert-dacha.pro/stroitelstvo/krysha/ustrojstvo/kak-rasschitat-ploshhad.html
• https://bouw.ru/article/kak-rasschitaty-visotu-konyka-dlya-dvuhskatnoy-krishi
• http://krovlya-mp.ru/vysota-konka-dvuhskatnoj-kryshi.html
• https://vivoz-gbo.ru/avtonomnaya-kanalizaciya/kak-rasschitat-vysotu-dvuskatnoj-kryshi
• https://expert-dacha.pro/stroitelstvo/krysha/vidy-krysh/dvuskatnaja/raschet-stropilnoj-sistemy.html

Источник: akak7.ru