Грамотный расчёт четырёхскатной крыши: подготовка, алгоритм действий, удобные сервисы

От чего зависит

Очень важным параметром, от которого придется отталкиваться в расчетах и от которого зависит надежность конструкции, является угол наклона.

Существует ряд факторов, от которых зависит этот параметр, как и значение высоты конструкции.

Атмосферные явления

К такому фактору необходимо подстраиваться, ведь противостоять таким явлениям бессмысленно.

Из атмосферных факторов, которые влияют на кровлю, имеются следующие:

1. Ветер. Угол ската выбирается в зависимости от погодных условий, которые присущи зоне, в которой располагается дом. Если в основном в регионе преобладают порывистые ветра, то угол выбирается не больше 10-20 градусов. В остальных случаях ветер не влияет на угол ската крыши.
2. Осадки. Регион, в котором наблюдается обильное выпадение осадков, угол ската рекомендуется выбирать больше 45 градусов. Такая конструкция крыши позволяет быстро осадкам стекать.
3. Масса снега. Аналогично предыдущему фактору, выбор высоты зависит от обильности выпасаемых снежных осадков в зимний период. Угол ската желательно выбирать в 45 градусов и больше, если снег в регионе выпадает часто и в больших количествах.

ВАЖНО!
Всю информацию о характеристиках вышеуказанных параметров можно узнать из СНиПа 2301-99.

Необходимость создания чердака

Без чердака обычно возводят постройки нежилого типа и достаточно легкие, например, гаражи и сараи. Для жилого дома всегда необходимо предусмотреть наличие чердачного помещения. Использовать его или нет – это уже личное дело каждого.

Необходимость сооружать чердачное помещение – фактор, который влияет на значение высоты крыши исходя из комфорта передвижения по будущему помещению. А именно, есть необходимость передвигаться по чердаку и эксплуатировать его как жилое или складское помещение.

Если же помещение предусматривается нежилое, то существует ряд правил и для такой конструкции:

• в расчет высоты крыши берутся противопожарные требования к дому;
• размер помещения не должен быть помехой техническому обслуживанию;
• обязательно наличие сквозного прохода, высотой 1,6 м и длиной 1,2 м.

Тип кровли

Существуют особые правила, отталкиваясь от которых определяют параметр высоты крыши относительно материала для ее покрытия:

1. Если в кровельном материале много штучных элементов, то угол наклона выбирается как можно больше.
2. Если крыша выбрана низкой, то стыки в кровельном материале должны быть сведены к минимуму.
3. Для материала большой массы избирается максимально большой угол для того, чтобы общий вес материала равномерно распределялся по поверхности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Эти параметры следует учитывать в совокупности, чтобы обеспечить надежный и долгий срок эксплуатации крыши.

Графический и математический способы определения высоты конька

Чтобы лучше разобраться в том, как рассчитать конек крыши, можно воспользоваться такими методами расчетов:

• Математическим – в этом случае вычисление размера происходит по формуле определения длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
• Графический – потребуется создание схемы крыши в масштабе.

При использовании математического метода расчетов, нужно взять формулу a= b × tgα, где а – высота конька; b – полширины пролета; tgα – уклон, определенный хозяином дома исходя из технических предписаний и рекомендаций производителя кровельного материала.

Графический метод предполагает получение размеров при пересечении центра крыши и линии ската, идущей под определенным углом от последней точки свеса карниза.

Когда стропильные ноги выходят за пределы прогона, то к высоте крыши нужно приплюсовать 2/3 толщины доски или бруса, примененного при возведении стропильной системы. Стоит учесть, что глубина врубки делает толщину материала меньше на треть.

В расчете, как правило, не учитывается укладываемая на стропила обрешетка. Неизбежны во время возведения крыши незначительные отклонения, которые могут достигать 5-7 см – это нормально, так как к негативным последствиям не приводит.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

В самом начале работы по проектированию конструкции крыши своего дома или какого-либо здания хозяйственного назначения перед владельцем обязательно возникнет ряд первоочередных вопросов. Это, прежде всего, сама разновидность стропильной системы, угол наклона скатов, планируемое кровельное покрытие, высота конструкции в коньковой части.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

Эти вопросы только на дилетантский взгляд кажутся разноплановыми, а на самом деле – они тесно переплетены между собой, взаимозависимы один от другого. Так, например, различные типы кровельного покрытия имеют свои ограничения по углу крутизны скатов, а тот в свою очередь напрямую зависит от высоты конька крыши. Предлагаем применить представленный ниже калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы. Он не только поможет рассчитать нужные параметры, но и даст возможность оценить различные варианты, чтобы проще было принять наиболее приемлемое решение.

Пояснения по проведению расчетов.

Если рассмотреть любую стропильную систему, то ее можно разложить на треугольники, подчиняющиеся строгим законам тригонометрии. Так, высоту конька можно рассматривать одним из катетов прямоугольного треугольника с гипотенузой, являющейся линией, определяющей направление и крутизну ската кровли. Примеры для нескольких типов крыш приведены на схеме ниже.

Цены на крепления для стропил

Характерные примеры для расчета высоты конька для различных стропильных систем

1 – односкатная система.

2 – простая двускатная система.

3 – вальмовая система.

4 – шатровая система.

В любом из представленных случаев определяющими величинами будут являться:

Угол крутизны ската

Обратите внимание, что гипотенуза треугольника, определяющая направление и крутизну ската у разных систем проложена со своими особенностями, что необходимо учитывать при расчете.
Ширина здания. Если при односкатной стропильной системе она берется полной, то для трех других разновидностей крыши – делится надвое.

Калькулятор позволит решить и «прямую», и «обратную» задачи:

• По заданному углу крутизны кровли определить высоту конька, чтобы выйти на расчетное значение уклона.
• По уже предполагаемой или имеющейся высоте конька определить угол наклона, чтобы принять решение в пользу того или иного кровельного покрытия.

После того как будет рассчитана высота расположения конька (или конькового узла – для шатровой крыши), можно перейти к вычислению длины стропильных ног – для этого имеется специальный калькулятор.

Выбор типа крыши зависит от многих критериев, от рациональности и экономичности до чисто декоративного подхода. Подробнее об устройстве различных стропильных систем: односкатной , двускатной , вальмовой , шатровой – в отдельных публикациях нашего портала.

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

3

Добрый день! Пожалуйста подскажите,- какой вид пароизоляции (тип A,B,C,D) я должен приобрести,или быть может это будет просто полиэтиленовая плёнка для изоляции пришиваемых досок (в моём случае6 30_ка) к верхним балкам перекрытия в бане.И как правильно изоляция стелится под балки,потом доски,или на доски снизу изнутри бани,никак не могу разобраться,нет точных определений,кто что твердит.И какой стороной крепиться изоляция?Пожалуйста ответьте более точно,у нас стропильная система уже сделана и ребята хотят подшивать доску,но никто точно не знает на доски,под доска на брус,под брус и.т.д Спасибо.

Игорь, здравствуйте! Как следует из вашего вопроса — вы работаете над баней?. В таком случае вам не подойдут указанные типы пароизоляций (тип A,B,C,D), а необходим фольгированный материал с индексом F. Если речь идет об Изоспане, то это FB — на основе крафт-бумаги, FD или FS — на основе полипропиленовой пленки. А вот FX на базе вспененного полиэтилена подойдет для предбанника или моечной, а для парной — уже нет, так как невысока верхняя граница его термостойкости. Материал — всегда фольгой в сторону помещения. Теперь — о его месте. Смотря чем вы можете пожертвовать. Пароизоляция должна защитить деревянные детали конструкции от переувлажнения со всеми вытекающими последствиями. Понятно, что балки перекрытия защищать надо то есть слой изоляции — однозначно под ними. Доска 30-ка нашивается прямо на балки, так? Безусловно, «жертвовать» такой толстой доской — вроде бы жалко, то есть пароизоляция должна разместиться ниже ее. Но и оставлять фольгированный потолок в бане — не хочется, то есть можно закрыть пароизоляцию затем слоем вагонки или тонкой доски. Вот этот, самый нижний, слой уже не будет иметь полноценной защиты от пара, то есть и будет выступать в роли «жертвы», которую не жалко будет поменять через несколько лет активного пользования баней.

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!

Будьте предельно бдительны!

Расчет крыш сложных форм

Расчет мансардной кровли

За счет «ломаной» конструкции кровли увеличивается функциональная площадь мансарды.

Мансардная кровля имеет два ската с изломом. Из-за особенностей конструкции, крыша имеет необычный «ломаный» вид. Такой прием используется для увеличения функциональной площади мансарды.

Расчет высоты выполняется по тому же принципу, что и для двускатной крыши, но с некоторыми отличиями. Основная сложность для расчетов заключается в том, что такая кровля будет иметь не один угол наклона. Перед тем, как переходить к расчетам, нужно вычислить углы наклона.

Профессиональные строители рекомендуют воспользоваться правилом «золотого сечения», для чего контур крыши вписать в окружность. Эта мера позволит избежать распространенного недостатка: если расчет проведен неправильно, крыша может выглядеть не очень красиво.

Расчет параметров считается самым важным этапом монтажа, правильное выполнение которого гарантирует надежность конструкции, эстетичный вид и долгий срок службы. Все расчёты параметров крыши необходимо сделать перед началом строительных работ, в противном случае можно потратить много денег, времени и сил, чтобы устранить различные недостатки во время возведения и эксплуатации дома.

Рассчитать высоту крыши можно самостоятельно, но лучше доверить это специалисту-проектировщику, если собственных знаний и опыта недостаточно.

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.

Факторы, влияющие на проектирование

При большом количестве осадков в регионе крышу лучше делать островерхой На размеры и пропорции крыши оказывают влияние погодные факторы. Конструкция должна сохранять стабильность при воздействии сильного ветра и осадков. Кроме того, нужно предотвратить протечки и порчу материала, вызываемую влагой.

Количество осадков

Для севера Европы характерны крутые островерхие крыши, что связано с большой влажностью воздуха и значительным среднегодовым количеством осадков. Это помогает дождю и снегу быстрее сходить с поверхности, не создавая добавочной нагрузки на фундамент и уменьшая разрушительное воздействие на покрытие. В регионах с подобным климатом уклон ската должен быть не меньше 45 градусов. Это относится и к тем местностям, где воздух обычно не влажный, но зимой выпадает много снега.

Сила и направление ветра

В регионах с ветреной погодой крыши делают пологими Если в регионе часто дуют порывистые ветра, конструкцию делают пологой. Делать крутую крышу с углом больше 20 градусов в таких местах опасно – она может деформироваться. В районах с более спокойным движением воздушных масс можно возводить здания с плоской и высокой крышей.

Характер использования помещения

Здания без чердака обычно имеют небольшую массу, не предназначены для постоянного проживания и служат хозяйственными постройками. В таком помещении должен быть сквозной проход 160 см высотой и 120 – длиной. В целом строение не должно быть слишком тесным, его габариты не должны препятствовать техническому обслуживанию

Важно и соблюдение мер пожарной безопасности. Если строится жилое здание, чердачное помещение по правилам должно быть предусмотрено

Пользоваться им или нет, решают уже сами хозяева. На высоту крыши чердак влияет в соответствии с тем, существует ли нужда перемещаться по нему и в какой роли он эксплуатируется – как кладовая или жилая комната.

Три фактора влияющие на высоту кровли

Прежде всего, разберемся с терминологией. Коньком кровли принято называть верхнюю линию соединения скатов этой самой кровли. Причем, конек — это именно горизонтальная линия. Если же, к примеру, у четырехскатной шатровой крыши горизонтальной линии нет, то рассчитывается высота верхней точки соединения скатов.

Большинство видов крыш можно разложить на прямоугольные треугольники.

Расчет двухскатной крыши здания считается самым простым, там мы имеем треугольник. Если от конька провести вертикаль к основе, то получаем 2 прямоугольных треугольника, которые и выступают главными действующими лицами в расчетах.

Но практически все сложные виды конструкций при близком рассмотрении можно разложить на такие же прямоугольные треугольники.

Двускатная конструкция наиболее проста в плане расчета.

Исключение составляют разве что сводчатые конструкции, но возведение такого сооружения своими руками и без подготовки маловероятно, поэтому сводчатую крышу мы оставим в покое и займемся факторами, влияющими на высоту треугольных крыш.

Фактор №1: с природой не поспоришь

В данном случае речь идет только об атмосферных явлениях то бишь — ветер, дождь и снег. Потому как устойчивость дома во время землетрясений к высоте конька не имеет отношения.

Тягаться со стихией, по меньшей мере, глупо, поэтому под нее нужно подстраиваться:

• Ветровая нагрузка — в районах характеризующихся частыми ураганными ветрами рекомендуют делать уклон крыши не более 10º, максимум 15º, но к счастью у нас таких мест немного. В степных и умеренно-ветреных районах максимум составляет порядка 40 градусов;
• Средний объем осадков — дождь только на первый взгляд может показаться безобидным. С пологой крыши вода стекает медленней, соответственно вырастает вероятность протечек, а это дополнительная нагрузка в первую очередь на кровельный материал и отчасти на стропильную систему. Оптимальным считается уклон в 45º;
• Снеговая нагрузка — в России уровень снегового покрова довольно высокий и чем круче будут скаты, тем меньше проблем со снегом. Известно, что для того чтобы снег сходил сам, уклон крыши должен быть порядка 50-60º. Если уклон составляет от 30º до 50º, то самоочищение кровли зависит от кровельного материала, а это уже другой фактор.

Атмосферные явления считаются одними из наиболее важных факторов при расчетах.

Фактор №2: кровельный материал

Угол наклона скатов напрямую влияет на выбор материала, которым вы планируете крыть крышу. Зачастую на большинстве материалов пишется рекомендованный диапазон угла наклона, но эту информацию еще нужно найти, поэтому проще запомнить несколько общих рекомендаций.

Высота конька и вид кровли связаны.

• Если материал штучный, к примеру, керамическая или битумная черепица, то угол наклона должен быть как можно больше, ведь на такой плоскости слишком много зацепок, соответственно осадкам будет за что держаться;
• На пологих скатах в приоритете стоят гладкие и крупные листы. Если раньше это был шифер, то сейчас по характеристикам скольжения его значительно обогнали, металлочерепица и профнастил. Есть еще фальцевая кровля, но она обходится дороже, поэтому используется реже;
• Тяжелые материалы, такие как керамическая черепица, любят крутые склоны, потому как на пологих склонах под них нужно монтировать гораздо более мощную стропильную систему.

Угол наклона влияет на вид кровельного материала.

Фактор №3: чердак

Конструкции крыш бывают чердачные и без чердачные. В первом случае чердачное помещение отделено от нижнего этажа, а во втором, они составляют единое целое. Без чердачная крыша удобней для ветреных районов, в то время как с чердаком есть возможность обустройства дополнительной жилой площади.

Существуют чердачные и без чердачные крыши.

Чердачные конструкции бывают с жилым и не жилым чердаком. Так вот, если чердак не жилой, то пожарный минимум по высоте внутреннего помещения под коньком составляет 1,6 м.

Расчет полезного пространства по двускатной мансарде.

В ветреных районах высота жилых чердаков может быть увеличена за счет боковых «аттиковых» стен, что считается отличным выходом.

Полезную площадь чердака можно увеличить за счет аттиковых стен.

В эстетическом плане, если дом одноэтажный, то оптимальное соотношение высоты конька к высоте первого этажа составляет 1:1. Если сделать больше, то дом будет похож на гриб, а если меньше, то он визуально врастет в землю.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту. Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

• углы и количество скатов;
• тип;
• как планируется использоваться чердачное помещение;
• климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
• личные предпочтения;
• характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы. В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов

Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Расчет — что и как рассчитать нужно

Немаловажное значение имеет и правильный выбор угла наклона кровельных скатов, где требуется учитывать ряд факторов:

• Вес кровельного покрытия – чем он больше, тем круче следует обустраивать кровлю.
• Размеры элементов покрытия. Если они малы и стыковых участков между ними много, тогда повышается вероятность проникновения между ними воды, а потому скаты должны располагаться под более высоким углом.
• Климат местности. В тех районах, где случаются частые снегопады, скаты крыш следует располагать более круто, что обеспечивает быстрое схождение осадков.
• Правила противопожарной безопасности для чердачных крыш. В соответствии с ними, при больших размерах чердака должен иметься сквозной проход через него высотой в 160 сантиметров и шириной в 120 сантиметров. Если же чердак маленький (до 2 метров в длину), тогда минимальные размеры прохода должны составлять 120 и 90 сантиметров соответственно.
• Высота дымохода для каминных и печных сооружений. Общая высота вместе с наружной частью, выходящей за пределы крыши, должна составлять как минимум 5 метров. Разумеется, подобный вариант обогрева не подойдёт для небольших строений с пологими крышами.