Как рассчитать угол
Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.
Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.
Тангенс угла ската относительно горизонтали:
tgα= H/L
По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.
tgα=3/4,5=0,6667
Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.
Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.
Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:
B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).
Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.
Размеры
Расчет высоты кровли очень важен, и если ошибиться с определением габаритов конька, можно столкнуться с проблемами при использовании.
Будет ли крыша низкая или большая, зависит от множества тонкостей и нюансов:
- климатических параметров местности;
- организации чердака под кровлей или его отсутствия;
- типа настилаемого материала.
Чем тяжелее создаваемое покрытие, тем более крутым должен быть его монтаж. При уменьшении размера единичного элемента конек поднимается выше. Но нельзя забывать, что поднятие конька неизбежно влечет расходы, причем сумма затрат нарастает стремительно. Жилая мансарда либо активно эксплуатируемый чердак по санитарным нормам не могут быть менее 150 см по высоте и 120 см по длине. Исключение делается только для очень сложных по составу конструкций.
Нельзя забывать о различного рода регламентирующих документах – они могут быть полезны даже частным строителям. Перед выполнением расчета размеров нужно будет обследовать всю поверхность крыши и стен, отмерить необходимые участки рулеткой – ведь не всегда можно положиться на точность документации по дому.
Виды двускатных крыш
- Симметричная двускатная представляет собой классический вариант. Нагрузка равномерно распределяется на опору крыши и несущие стены. Стропила не прогибаются и есть возможность установки подпорок и распорок почти в любой точке. Минус у этой конструкции один и крайне существенный при устройстве мансарды — острые углы “воруют” пространство, необходимое для создания полноценной комнаты.
- Асимметричная двускатная отличается от симметричной лишь тем, что конек крыши смещается в ту или иную сторону. Проектирование одного из углов более 45° позволяет создать достаточно просторную комнату на верхнем этаже. Но в то же время усложняются расчеты вследствие неравномерной нагрузки на мауэрлат и несущие стены.
- Ломаная двускатная дает возможность создания полноценного жилого помещения под крышей благодаря изломам на своих скатах. Поверхность скатов, сгибается посередине, образуя грани, делящие их на два прямоугольника. Потолок в мансарде получается высоким, появляется возможность ставить вертикальные окна. В целом комната становится уютнее, приобретая черты комфортного жилого помещения. Но этот проект требует существенного вложения средств ввиду необходимости приобретения качественной древесины, изолирующих, утепляющих и других строительных материалов. Несмотря на это, ломаная крыша со временем становится только популярнее, поскольку позволяет расширить жилую площадь, не затрагивая высоту. К тому же преимущество установки окон в скаты крыши убережет от лишних трат на электроэнергию.
Подробнее о видах крыш вы можете прочитать здесь.
Фото двухскатной крыши ниже:
Симметричная крыша
Асимметричная крыша
Ломаная крыша
Как рассчитывается площадь двухскатной крыши?
Выполняя расчеты, следуйте аксиоме – чем меньше кровельные материалы по весу, тем меньше нагрузка на фундамент и стены здания. Если строить кровлю из древесины, нужно подбирать подходящие породы дерева, чтобы сделать деревянные элементы более прочными, понадобится увеличить их сечение.
Длинные стены здания должны выдержать основную нагрузку конструкции крыши: стропильная система создается, чтобы перераспределить нагрузку равномерно.
Если дом в длину не более 6 м, ставить подпорки не требуется, подходит система висячих стропил. Когда планируется возводить большое загородное сооружение, используются наслонные стропила, у которых более сложная конфигурация.
Чертеж крыши двухскатной должен указывать на расположение всех необходимых узлов и элементов:
- мауэрлат;
- стропильная система;
- подкосы с коньками;
- обрешетка;
- теплоизоляция и влагозащита;
- покрытие кровли.
Ломаная двухскатная крыша своими руками возводится, когда по проекту предусмотрено строительство полноценной мансарды на чердачном пространстве.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна
В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Крепим к коньковому прогону и между собой
Крепление стропил нужно делать не только в нижней части, но и наверху. Тут многое будет зависеть от типа самой системы. Если используется наслонный вариант, то сверху крепление стропил будет производиться к коньковому брусу или прогону. В случае применения висячей системы, дела обстоят немного иначе. В этом случае крепить стропила нужно друг к другу.
А как правильно крепить стропила в верхней части? Какие методы тут можно использовать? На эти вопросы специалисты ответят следующим образом:
- крепление можно провести путем врубки в полдерева. Такой способ применяют и в случае висячей, и при наслонной системе. Чтобы крепить этим способом, необходимо сделать на краях стропил выемку на половину их толщины. Далее, эти участки соединяют друг с другом и производят крепление с помощью гвоздей или других приспособлений;
- крепление стропил между собой можно произвести и внахлест. Как правило, такой способ используется в случаях висячей системы. При этом в качестве стропил должны использоваться толстые доски. Они просто накладываются друг на друга и закрепляются;
- привязать стропила к коньковому прогону можно подрезав их торцы. Именно такой способ используется чаще всего. Для его исполнения стропила складываются внахлест. Затем делается ровный спил. В результате концы стропил будут идеально стыковаться друг с другом.
Видео по теме:
Существуют и другие варианты подобного крепления. Например, некоторые специалисты рекомендуют применять систему «шип-паз». Но такой способ требует серьезных навыков в столярных работах. Поэтому его применяют не так часто.
Двускатные кровли с ломаными скатами
Эти конструкции в основном используются в домах, где запланировано сооружение мансарды. Под традиционными скатами организовать комнату проблематично. Причина – наличие «мертвых» зон на участках стыка стропильной системы и стены дома. Чтобы убрать эти зоны, необходимо часть ската сделать более крутой в плане наклона относительно вертикали.
В сечении крыша будет не треугольной, а пятиугольной. Собирать ее непросто, слишком много элементов, располагаемых под разными углами. Но у нее серьезные преимущества пред всеми остальными:
- хорошо выдерживает снеговые нагрузки;
- отлично противостоит давлению ветра.
Минус один – большой расход строительных материалов. Но выигрыш явный – дополнительная жилая комната за небольшие денежные расходы.
Ломаная мансардная крышаИсточник nkkconsult.ru
Возведение мансардной крыши – это установка стоек, на которые укладываются лежни и упираются нижние концы стропильной системы. Вверху концы стропил соединяются на коньке. Крутые нижние стропильные ноги упираются снизу в мауэрлат, а сверху на лежни. Получается достаточно устойчивая и прочная конструкция.
В этом видео об устройстве мансардной крыши:
Ломаная мансардная крыша
Такой вариант как ломаная мансардная конструкция вызывает некоторое расхождение мнений в целесообразности ее использования.
Ломаная конструкция двускатной крыши мансардного этажаИсточник blues-dev.ru
Она достаточно сложна в разработке проектов и сооружении, однако, при грамотном инженерно-строительном решении, преимущества такого строения не вызывают сомнений:
образование дополнительного этажного помещения с жилыми комнатами;
уменьшенная нагрузка на конструкцию во время зимних снегопадов;
возможность творческих решений с созданием террасовых площадок и небольших лоджий или балконов, которые придадут дому некую индивидуальность.
Монтажный вариант работ проходит поэтапно, часть которого проводится на земле. Заказ и выбор кровельных материалов происходит по желанию заказчика и почти не ограничен.
Простота возведения и универсальность в эксплуатации – причина популярности двускатной кровлиИсточник homerenovates.com
Преимущества и недостатки
Устойчивость стен и прочность фундамента, изящество замысла оформителей могут доставить радость только в одном случае – когда сверху «не капает». Технологи и инженеры приложили массу усилий, изобрели множество вариантов кровли. Но по соотношению плюсов и минусов на одном из первых мест все равно оказывается классическая пара скатов. Это две поверхности, размещенные под углом и имеющие точки опоры на несущих стенах. Применение двускатной кровли одинаково хорошо и для торгового павильона, и для загородного коттеджа, и для рядового навеса над автомобилем или входом в дом.
С подобной крыши практически моментально утекают вниз дождевые осадки. Снег не задерживается на ней. И даже ветер не сможет обнажить нижележащие части кровельного пирога бытовок, сараев, хозблоков.
Внизу может располагаться комфортный чердак или даже полноценная жилая мансарда со значительными по площади комнатами. Потребители могут выбрать различные исполнения, видоизменять длину скатов и крутизну каждого из них.
Дачные постройки снабжаются двускатными кровлями чаще всего не только ввиду их устойчивости к погодным условиям и комфортабельности. Антивандальные свойства таких конструкций тоже выгодно выделяют их на фоне прочих. Недостатки обнаруживаются только при сооружении мансард. Обязательно приходится оборудовать слуховые окна и усиливать стропила. Но даже с учетом этих проблем все равно именно этот формат можно считать универсальным типом кровли.
Простая двускатная кровля
Проекты домов с двускатной крышей обычно подразумевают строительство прямоугольных форм. В регионах России такие дома обладают целым рядом значимых преимуществ на фоне других конструктивных решений.
Простая двускатная крышаИсточник proekt-sam.ru
К основным достоинствам этого профильного решения относится:
- аккуратность и привлекательность внешнего вида;
- достаточно простое устройство и незамысловатая стропильная система;
- широкий выбор кровельного материала вследствие значительной надежности крепления;
- качественная вентиляция чердачных помещений;
- легкое освобождение поверхностей крыши от любого вида осадков по причине высоты углового ската, что к тому же значительно продлевает срок службы кровельных покрытий.
В зависимости от вида кровельного материала определяется уклон и высота коньковой опоры.
Небольшой одноэтажный дом с двускатной кровлей
Широким полем деятельности для предоставления проектов одноэтажного дома с двускатной крышей являются застройки садовых товариществ. Для временного проживания не требуется большая квадратура жилой площади и сравнительно недорогие проекты этих домов пользуются вполне заслуженным спросом, как оптимальный вариант решения проблемы.
Одноэтажный дом с двускатной крышейИсточник ek-dom.com
- с большим чердачным пространством;
- с наружными и внутренними несущими стенами из ячеисто-бетонных блоков и утеплением минераловатой;
- перегородками из пустотелого керамического кирпича;
- с кровельными перекрытиями из деревянных балок, предназначенными под метеллочерепицу.
Загородный дом с простой крышей и террасой
Достаточно непродолжительным летом в регионах России лучше всего наслаждаться в уюте крытых дополнительных пристроек своего дома. Варианты проектов одноэтажного дома с двускатной крышей и террасой предлагают весьма комфортные планировки с оригинальным архитектурным решением.
Одноэтажный дом с террасой и двускатной крышейИсточник cusok.rumebas.ru.net
В подавляющем большинстве проектировка одноэтажного дома с прилегающей террасой включает второй выход из кухонного помещения, что создает дополнительные удобства. Расположение террасы одноэтажного строения, как правило, планируется с «глухой» стороны дома, противоположной главному въезду.
Двухэтажные дома с красивыми двускатными крышами
Кровля двухэтажного дома должна пропорционально соответствовать всей постройке и не представлять собой массивную «шляпку» гриба-гиганта. Красивые крыши 2-х этажного дома с двумя скатами имеют дополнительное название щипцовых, и являются самым простым вариантом скатной конструкции. Простота монтажных работ значительно понижает цену строительства.
Двухэтажный дом с эффектной двускатной крышейИсточник veecart.ru
К плюсам установки двускатной крыши относится:
внушительность площади мансарды, где можно разместить кладовые пространства, предметы технологического оборудования или просто обустроить вариант жилого этажа;
качественная теплоизоляция нижних жилых помещений.
Вариант двускатной крыши двухэтажного домаИсточник m.realtai.ru
К минусовому варианту можно отнести значительную фундаментальную площадь строения, что, естественно, увеличит площадку кровельного покрытия.
Что необходимо знать перед расчетом?
Крыша, напоминающая в разрезе перевернутую литеру V, неспроста лидирует в списке скатных конструкций. По простоте сооружения и экономичности у двухскатной крыши практически нет соперников. Столетиями проверяемые на практике технологии строительства двухскатных крыш заложены в основе возведения большинства кровельных сооружений.
Незатейливые скатные плоскости не требуют сложного раскроя покрытия и прочих материалов, результатом которого становится внушительное количество отходов. Не нужны специфические ухищрения для воплощения замысловатых конфигураций. Осадки не задерживаются на наклонных поверхностях, поэтому нет необходимости в усилении гидроизоляции. В итоге устройство двухскатной крыши зачастую обходится дешевле односкатной.
Крыша с двумя скатами может быть самостоятельным объектом или частью комплекса сооружений аналогичной или отличной формы. Самый простой вариант ее не имеет встроенных слуховых окон и навесов над входным крыльцом, т.е. нет дополнительных переломов, хребтов и сопутствующих им ендов.
Отсутствие выпуклых и вогнутых углов лишает мастера «наслаждения» помучиться с рядом затруднительных операций. Опять же хозяева не получат мнимого удовольствия от протечек, нередко появляющихся в стыках скатных элементов крыши.
В принципе, любителям причудливой архитектуры никто не мешает оснастить два ската многочисленными встроенными конструкциями. Правда есть ограничения по климатическим признакам: в областях с высоким объемом зимних осадков возведение крыш с многочисленными составляющими нежелательно. В сформированных излишествами разжелобках создаются благоприятные условия для накапливания снежных залежей. Счищать их придется резвее обычного, а лишнее усердие в сфере удаления снега может стать причиной повреждения покрытия со всеми вытекающими.
Однако приверженцам простых и ясных форм тоже не стоит расслабляться. Конфигурация крыши углом должна быть идеально подобрана и рассчитана, иначе не сможет безупречно выполнять доверенную работу.
Несмотря на обманчивую элементарность, в определении оптимальной формы конструкции есть подвохи. Преодолеть и обойти их невозможно без знания технологических тонкостей, ведь все параметры сооружения взаимосвязаны:
- Ширина двухскатной крыши зависит от габаритов коробки и вида покрытия, которое в свою очередь влияет на подбор крутизны скатов.
- Уклон крыши зависит от климатических особенностей района строительства и от типа кровельного материала.
- Совокупность перечисленных обстоятельств, ширины и уклона, определяет высоту конструкции, которая в итоге может не соответствовать архитектурным требованиям и эстетическим соображениям.
У безукоризненно спроектированной крыши все пропорции подобраны идеально. Ширина и высота ее определяют подъем и уклон, необходимый для отвода осадков в конкретной местности. Ниже нельзя по техническим причинам, выше дорого и неразумно, если этого не требует уникальная архитектура.
Заметьте, что вкупе с увеличением крутизны растет бюджет строительства. Согласно уклону подбирают кровельный материал. Ориентируясь на его вес и специфику, проектируют и рассчитывают стропильный каркас. Расчет стропильного каркаса производят с учетом перечисленных параметров и с учетом нагрузок, действующих извне на конструкцию.
Взаимозависимость пропорций крыши, сложности устройства стропильного каркаса и нюансов подбора покрытия заставляет определять наилучшую форму путем банального подбора. Если что-то не подходит, заменяют или укрепляют несущие конструкции. Благо, и ассортимент на строительном рынке сейчас предостаточный, и для усиления сооружения разработаны всевозможные способы.
Если пугают предстоящие вычисления и перетасовка данных, лучше прибегнуть к беспроигрышному решению – типовому проекту. Не зря же за рубежом все дома одного населенного пункта оснащают крышами равной высоты и покрывают равнозначным по цвету и характеристикам материалом. Типизация позволяет выдержать ландшафтную идентичность и сократить расходы на проектировку.
Однако даже типовое проектное решение – не панацея от технических бед и эстетических недочетов. Нельзя забывать об индивидуальных габаритах коробки, над которой планируется возвести крышу. Соотечественниками отрицается уравниловка в высоте и крутизне, потому нам все же желательно разобраться с пропорциями кровельного сооружения.
