Как рассчитать вальмовую крышу по размерам дома

Расчет стропильной системы

Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.

Расчет угла наклона скатов и высоты конька

Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.

Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.

Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.

Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:

• Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
• При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.

Длина стропил

Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.

• Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
• Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
• Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
• Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.

Расчет шага стропильной системы

Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.

Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.

При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:

• Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
• Пенополистирол требует шага в 60 см;
• Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.

На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.

Выбор сечения стропил

В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.

Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:

• Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
• Менее 4 м – 50*200 мм;
• Менее 5 м – 75*175 мм;
• Менее 6 м – 75*200 мм.

При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.

Площадь кровли

Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).

Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.

Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.

Проектирование конструкции

Как выбрать угол ската:

• Боковые углы и вальмовые скаты чаще всего имеют одинаковый уклон, но могут и различаться. Если уклон одинаков, то нагрузка будет распределяться равномерно.
• Угол уклона должен быть от 20 до 45 градусов. Если крыша монтируется в регионах с большой снеговой нагрузкой, то скат делают круче. Если дом будет находиться в месте, где дуют сильные ветра, то уклон должен быть не больше 30 градусов.
• Нижние границы скатов будет зависеть и от типа кровли.
• Для вальмовых крыш лучше использовать штучный кровельный материал, потому что при монтаже листовой кровли будет много отходов.

Как рассчитывается высота конька:

• К коньку будет сходиться промежуточные стропила и они же, только размещенные по диагонали.
• Высоту конька следует находить по формуле:H= d*tqα
   Где d – это ширина здания, tqα – угол ската.
• Конек должен размещаться строго по оси продольной.

Как определить длину конькового прогона:

• Если угол уклона вальмового и бокового ската одинаковый, то длина стропил в центре системы также должна быть одинаковой.
• Край конькового прогона должен находиться от торца стены здания на том же расстоянии, что и прогон от параллельных торцов.
• Рассчитать длину конькового бруса можно, если вычесть из длины дома его ширину. Находиться он должен только по центру.
• Коньковый прогон делается из тех же материалов, что и стропильные ноги в центральной части. Вырезаться вертикальные стойки должны с учетом ширины брусков. Верхний край конька размещается на высчитанной высоте.
• Коньковую раму лучше всего усилить, используя диагональные подкосы.

Как определить длину стропильных ног в центре:

• Если будет определена высота конькового прогона и его промежуток от мауэрлата, то можно высчитать и длину стропил, находящихся в центре.
• Расчет ведется по теореме Пифагора. Нужно высчитать гипотенузу, она и будет длиной стропил в центре. Высота – это катеты, ширина – это основание.
• Длина промежуточных стропил рассчитывается точно так же.
• Чтобы соединить стропила, необходимо высчитать его угол, по следующей формуле: В=90◦-α.
• Соединить их можно и по-другому – внахлест, тогда коньковый прогон будет находиться снизу. Но в этом случае надо рассчитывать размеры и высоту, как стропил, так и стоек. Высшая точка тогда – это прямое пересечение досок, находящихся вверху во всей стропильной системе.
• Можно определить и удлинение стропил, если они понадобятся для формирования карнизного свеса. Существует для этого формула: ▲L=k/cos α, где k – это ширина карнизного свеса, а cos α – угол уклона кровельного покрытия.
• Общую длину ноги стопил можно найти, суммировав L и ▲L.
• Длина ног стропильных по диагонали находится с помощью теоремы Пифагора. Где стропило, находящиеся по диагонали – это гипотенуза с основанием, которая будет равняться ½ ширины дома, а высота приравнивается к длине центральной вальмовой стропилы.

Как определить шаг установки стропил:

• Нагрузка на крышу в основном приходится на стропильные ноги. Если их шаг будет небольшим, то в сечении будет использоваться поменьше пиломатериалов.
• Определить шаг можно по специальной таблице. Найти ее можно в любой строительной методичке либо форумах.

Расчет нагрузки на стропильные ноги:

• Нужно знать следующие параметры:
  • Угол ската;
  • Вид покрытия крыши;
  • Снеговую нагрузку;
  • Уровень ветра.
  • Высоту строения в коньке;
  • Степень открытости земельного надела;
  • Шаг стропил.
• Определяется нагрузка.

Расчет длины нарожников и шаг их установки:

Чтобы рассчитать эти данные, необходимо знать длину центрального стропила и использовать формулу:

L1=2/3 * L

Рассчитав все эти параметры, можно определиться с количеством материала. Чтобы закупить нужное количество кровельного материала, нужно высчитать площадь покрытия: ΣS=ΣL*(2B +4 k), где ΣL –сумма длин стропил, В – длина дома, k – ширина карнизного свеса.

Материалы для установки:

• Стропильные ноги из бруса;
• Мауэрлат из бруса различных параметров от 100*100 до 150*150;
• Коньковые брусы, прогоны, лежаки различных параметров;
• Ригели из досок 50*100 либо 50*150;
• Кобылки и подкосы из доски 50*100;
• Стойки из бруса 100*100 либо 150*150;
• Доски подшивные, ветровые или торцевые – 20*100 либо 25*150;
• Деревянная обрешетка.
• Слой пароизоляции.
• Теплоизоляционное покрытие.
• Слой гидроизоляции.
• Дощечки деревянные для обрешетки.
• Сама кровля.

Что собой представляет вальмовая крыша?

Итак, так что же собой представляет стропильная система вальмовой крыши? Это четырехскатная конструкция, т.е. таковая, какая имеет четыре плоскости. Такая крыша куда сложнее двускатной, зато прочнее и надежнее в эксплуатации. Да и вид у нее во всем мире признан как один из самых удачных и эстетичных.

Вот главные преимущества такой конструкции:

• Благодаря наличию треугольных торцевых скатов в вальмовой крыше можно устанавливать обычные мансардные окна.
• Ввиду отсутствия острого выступа у вальмовой крыши более высокая стойкость к разным атмосферным явлениям.
• Вальмовая крыша считается экономичной – благодаря тому, что у нее нет фронтонов.
• Временные деформации такой крыши сведены к нулю – все благодаря ее особой конструкции.
• Утепление такой крыши значительно проще, чем двускатной (нет все тех же проблемных фронтонов).
• Большая стойкость к ветровым нагрузкам местности – благодаря низким углам наклона.
• Возможность легче и проще переоборудовать чердачное помещение в удобную мансарду. А это уже ценное увеличение жилой площади дома.

Из недостатков выделим основной: стропильная система вальмовой крыши сложнее, чем у обычной, а потому монтаж ее вам обойдется дороже, хотя вы и сэкономите на кирпичной кладке.

Какую информацию получают строители

Профессиональные застройщики тоже активно используют в работе такие калькуляторы. Что им это дает?

Параметры стропил

Самые важные нагруженные элементы любой крыши – это стропила, именно от них имеют прямую зависимость все главные эксплуатационные характеристики. Каждая стропилина обозначается своим индивидуальным номером, рассчитана ее длина. Это касается всех видов как обыкновенных, так и накосных стропилин, нарожников. Теперь застройщик может правильно разметить стропилины, без проблем сориентируется с дальнейшим использованием коротких отрезков.

Подробный план дает возможность правильно разметить и установить стропила

Но это не все, калькулятор выдает очень подробный детализированный чертеж, на котором можно увидеть технологию запиливания узлов примыкания стропилин:

• расстояние от верхнего торца ноги до нижнего. Этот параметр дает возможность сделать требуемый угол наклона примыкания элементов;
• углы боковых запилов — этими плоскостями нарожники фиксируются к наслонным стропилинам.

Точный расчет помогает грамотно выполнить узлы примыкания стропил

Теперь при отрезании каждой стропильной ноги нет необходимости пользоваться угольниками.

Не каждый застройщик умеет обращаться с такими измерительными инструментами, что увеличивает вероятность ошибок. Их трудно исправить, последующая правильная подгонка уменьшает длину доски, ее уже нельзя устанавливать на планируемое место. Соответственно, надо изменять углы примыкающих плоскостей, а это опять может стать причиной ошибки.

Общие данные вальмовой крыши

Последний, но не мене важный, блок информации. Для общего представления подается площадь кровли, длина карнизов и конька. На основании данных об общей площади застройщик подсчитывает кровельные материалы с учетом их типа. Есть перечень всех элементов стропильной системы, их длина и количество. Данные суммируются, дается общий метраж стропильных ног и объем необходимых пиломатериалов на основании их ширины и толщины.

С помощью онлайн-расчетов застройщик получает точное количество кровельного покрытия

Что касается обрешетки, то и здесь калькулятор оказывает значительную помощь застройщикам – они знают длину каждой рейки в зависимости от ряда ее фиксации. Заготовки можно отрезать на земле и на крышу подавать уже подогнанные рейки, уменьшается количество отходов, ускоряются работы. Кроме того, значительно повышается безопасность строительных работ, пилить на земле легче, чем делать это на высоте в неудобном положении. По обрешетке также подсчитывается общая длина и кубатура пиломатериалов.

По результатам расчетов закупается необходимый объем пиломатериалов для стропильной системы

Расчет доборных элементов

Делая своими руками расчет покрытия вальмовой крыши надо помнить о доборных элементах. Ими завершают кровельные работы, а некоторые, наоборот, монтируют первыми.

Рассчитывают доборные элементы в следующем порядке:

• Капельники или по-другому карнизные планки крепят к лобовой доске до начала укладки кровельного покрытия. Рассчитать их количество, можно измерив длину периметра кровли. Так как длина одного капельника составляет 2 м, нетрудно вычислить необходимое их количество с учетом того, что планки укладывают внахлест 50 мм.
• Расчет коньковых планок делают по длине стыков всех скатов. Здесь надо учесть, что для вальмовой кровли характерен не один горизонтальный конек, находящийся сверху соединения двух скатов. К нему надо добавить еще четыре наклонных конька, образованных боковым соединением скатов. Количество коньковых планок высчитывают аналогично, как и капельники с учетом того, что длина одного элемента составляет 2 м плюс нахлест от 30 до 50 мм.

Уменьшить расход доборных элементов можно, заказав их изготовление индивидуально большей длины. Экономия получается за счет меньшего количества нахлестов.

Важно помнить о выступающих на крыше сооружениях. Места примыкания к ним кровли также надо закрыть планками

На круглые трубы лучше надеть герметичные колпаки.

Формулы и чертежи

При расчете последовательно:

• Определяется оптимальный уклон скатов, высчитывается угол наклона стропил.
• Рассчитываются высота и точки размещения конька, длина диагональных и центральных стропил и самого прогона.
• Выбирается длина карнизного свеса и вычисляется ориентировочная площадь скатов и всей крыши. Данный показатель в дальнейшем используется для определения нагрузки на 1 м2.
• Уточняется вес кровельного пирога и нагрузка на стропила.
• Подбирается и проверяется сечение основных несущих элементов каркаса (включая лежень и вертикальные стойки), шаг и сечение рядовых и укороченных стропил.
• Рассчитывается укрепляющие элементы – подкосы, шпренгели или ригели.
• Выполняется точный расчет обрешетки, контробрешетки и пирога.
• Определяется требуемое количество материалов и крепежей.

Для точного расчета стоит использовать кровельные калькуляторы, вычисляющие указанные величины по тригонометрическим формулам:

Сложная вальмовая крыша

Схемы сложных вальмовых конструкций, предусматривающих наличие дополнительных элементов типа мансардных окон или эркера, не сильно отличаются от представленной выше. Основные расчеты и порядок формирования стропильной конструкции остается прежним.

При наличии в вальмовой крыше мансардных окон важно учитывать шаг стропильной системы и вычесть площадь окон из общей площади. При создании крыши с эркером, то есть крышей над пристройкой, башней к дому, производится стыковка вальмовой конструкции с какой-то иной: двускатной, шатровой и т.д

Для этого в стропильную систему вносятся необходимые дополнения в виде дополнительных опор для данной пристройки.

Любая сложная многосоставная кровля проектируется и монтируется как соединение простых элементов и данный случай не является исключением. Все дополнительные элементы примыканий к вальмовой крыше должны рассчитаться отдельно и быть внесены в общий план.

Конструкция вальмовой крыши при своем проектировании основывается на достаточно сложных расчетах. От их точности зависит успех в ее возведении и эксплуатационные характеристики

Поэтому так важно не пренебрегать созданием схем и чертежей при обращении к данному типу кровли

Source: stroykrishu.ru

Результаты расчетов

Крыша:

Угол наклона подходит для данного материала.
Угол наклона для данного материала желательно увеличить!
Угол наклона для данного материала желательно уменьшить!

Высота подъёма: см.
Длина конькового бруса: см.
Площадь поверхности крыши: м.
Примерный вес кровельного материала: кг.
Количество рулонов изоляционного материала с нахлестом 10% (1×15 м): рулонов.

Стропила:

Нагрузка на стропильную систему: кг/м2.
Длина боковых стропил: см.
Длина диагональных стропил: см.
Количество вальмовых стропил: шт.
Уменьшите шаг стропил!
Количество боковых стропил: шт.

Обрешетка:

Количество рядов обрешетки (для всей крыши): рядов.
Равномерное расстояние между досками обрешетки: см.
Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров: шт.
Объем досок обрешетки: м3.
Примерный вес досок обрешетки: кг.

Способы монтажа

Существуют два метода сборки стропильной системы

Первый способ предполагает закупку готовых изделий у специализированных фирм по изготовлению стропильных конструкций. Их остаётся завести на строительный объект и собрать по схеме вальмовую кровлю дома, как конструктор.

Такой способ строительства крыши безусловно обеспечивает быстроту монтажа, но обойдётся заказчику довольно дорого. 

Для тех хозяев стройки, которые владеют инструментом и обладают значительным опытом в строительстве, выгодней будет собрать стропильную систему поэлементно своими руками. Пусть это будет не так быстро, но позволит сэкономить значительную сумму.    

Устройство вальмовых крыш

Особенности кровли:

• Вальмовая крыша – это, по сути, четырехскатный тип кровли.
• Торцевые скаты, их называют вальмами, делаются в виде треугольника, они начинаются от карниза до конька.
• Скаты сбоку – это трапеция.
• Монтировать подобную конструкцию сложно, но результат того стоит.
• На стропила, находящиеся по краям, идет вся основная нагрузка, поэтому их усиливают.
• Перед тем как приступить к монтажу кровли, необходимо составить проект и все точно рассчитать.
• Качество и долговечность конструкции напрямую зависит от выбранных материалов. Чаще всего в этих целях используют древесину сосны либо лиственницы, которую тщательно просушивают и обрабатывают защитными препаратами.

Основные конструктивные элементы:

• Опорные доски;
• Прогон – балка, крепящаяся к мауэрлату параллельно, что создает дополнительную опору стропильной системе.
• Обрешетка;
• Мауэрлат – для него подбирается брус 10/10,15/15/ либо 10/15см. Укладывается сверху периметра стеновой панели здания. Предназначен, как опора для стропил, поэтому его необходимо хорошо закреплять. Между ним и стеновой панелью нужно укладывать водонепроницаемый слой.
• Подкосы – устанавливаются под опору.
• Затяжки;
• Рядовые стропила – для прочности в установке используются ригели и стяжки.
• Нарожники – их чаще всего стыкуют со стропилами, расположенными по диагонали.
• Диагональные стропила их необходимо обрезать после монтажа либо сразу подбираются одинаковые по длине.
• Накосные стропила;
• Конек – что его монтировать понадобится рейка и отвес.
• Само кровельное покрытие.

Основные элементы и узлы вальмовой крыши

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса

Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

• расчётная нагрузка;
• сечение бруса;
• характеристика кровли;
• угол наклона крыши;
• ширина материала утеплителя.

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

1. Выбирается оптимальный шаг установки.
2. Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
3. Полученное число округляется до целого.
4. Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

1. Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
2. В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
3. В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
4. При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
5. Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (L_дд+2×L_фс) × (L_c+L_кс), где:

• L_дд – длина стены;
• L_фс – длина свеса фронтона;
• L_c – длина стропильного бруса;
• L_кс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м2.

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м2.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

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.

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.

Основные правила расчета вальмовой кровли

Как уже было отмечено выше, конструкция вальмовой кровли достаточно сложна. Поэтому необходимо обязательная разработка проекта и привлечение специалистов для выполнения необходимых расчетов. Многолетний опыт самых разных строителей неоднократно доказал, что желание сэкономить незначительные средства на проектирование и предварительных расчетах приводит, как правило, к значительно большим потерям на стадии строительства.

Но в самом крайнем случае, если экономия крайне необходима часть чертежей и элементов можно выполнить и рассчитать самостоятельно. В частности, своими руками вполне можно выполнить расчет места последующей установки конька и других элементов кровельной стропильной системы.

Определение местоположения конька и стропил

Для этого необходимо произвести следующие операции:

• разметить линию центральной оси с торцов дома на уровне верха карниза. Таким образом определяется место расположения конька;
• при помощи измерительной линейки, располагающейся одним концом на размеченной линии конькового бруса, а другим — на линию боковой стены, определяется место установки обычных стропил;
• затем определяется также при помощи измерительной линейки длина свеса, только линейка одним концом выходит за границу внешней стены;
• аналогичная процедура выполняется по все длине рассматриваемой стены, а затем — для трех оставшихся стен.

Таким образом, будут получены места последующего монтажа конька и всех стропил.

Существенно упростить расчеты длины элементов стропильной системы может таблица коэффициентов, в которой указаны соотношения следующих показателей: уклон кровли/длина промежуточного стропила/длина углового стропила.

Расчет площади вальмовой кровли

После того как определены месторасположение и размеры стропильной системы, не представляет особой сложности рассчитать площадь покрытия вальмовой кровли. Для этого она делится на составляющие ее элементы — скаты, для каждого из которых рассчитывается его площадь с учетом свесов. Формулы, используемые при этом, известны со школьной скамьи и достаточно просты.

Затем полученные данные суммируются. Результат сложения и будет общей площадью вальмовой кровли с одним существенным уточнением. Из полученной цифры необходимо вычесть площади труб дымохода и окон, располагающихся на кровле.

Расчет угла наклона вальмовой крыши

При расчете угла наклона вальмовой кровли учитывает достаточно большое количество показателей, в частности, количество осадков, уровень ветровой и снеговой нагрузки, предназначение чердачного помещения, материал кровельного покрытия и т. д. Поэтому подобные расчеты лучше выполнять при помощи специализированных программ с привлечением профессиональных проектировщиков.

Следует отметить, что величина угла колеблется от 5 до 60 градусов.

Все вышесказанное относится к самому простому типу вальмовой кровли. Задача рассчитать элементы и потребности в материалах серьезно усложняется при появлении дополнительных архитектурных элементов, например, если появилось желание украсить дом эркером. Пример расчета кровли с эркером приведен на видео:

По аналогии расчета кровли с эркером выполняются расчеты и других архитектурных элементов. Необходимо помнить при этом, что пример с эркером — один из самых простых.

Необходимо добавить следующее. Для упрощения расчетов зачастую прибегают к использованию онлайн-калькуляторов, помогающих выполнить часть расчетов. Например, как в этом случае:

Полезное видео

Видео-инструкция по пользованию калькулятором:

2017-02-10

Дачный эксперт

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Стропильная система включает в себя следующие элементы:

• Мауэрлат;Подкосы и раскосы;Боковые и коньковые прогоны;Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Определение высоты крыши

Наиболее важные факторы, влияющие на выбор высоты расположения конькового соединения, относятся к природным условиям зоны, в которой происходит строительство. Согласно строительным нормам этот параметр выбирают, исходя из следующих условий:

1. Количеству выпадающих осадков. Чем больше в регионе строительства выпадает осадков зимой, тем выше располагают , чтобы получить крутые скаты, с поверхности которых снег соскальзывает «самотеком». Для средней полосы России рекомендованный уклон составляет 40-50 градусов. Чтобы поучить это показатель при ширине дома 6 м, конек надо поднять минимум на 2,52 м.

2. Тип кровельного материала. Характер поверхности покрытия крыши отражается на рекомендованном уклоне крыши. Если поверхность шершавая, то угол расположения скатов увеличивают, чтобы облегчить сход снежных масс. Если кровельный материал гадкий, то уклон выбирают в районе нижней границы рекомендованных значений, так как увеличение этого параметра увеличивает площадь и вес скатов.

3. Силу ветра. В районах, где превалирует резкий порывистый ветер, часто случаются ураганы, уклон крыши уменьшают, чтобы снизить парусность кровельной конструкции. Сильный ветер срывает покрытие с поверхности крыши, снижая защиту от проникновения влаги.

Зависимость высоты конька от уклона скатов