Угол наклон стропил крыши

Каким должен быть наклон крыши частного дома

Уклон скатов нельзя просто сделать таким, каким хочется. Это важнейший параметр кровли, от которого зависит не только эстетика дома, но и требования к его конструкциям, вплоть до фундамента. Поэтому, чтобы правильно выбрать наклон крыши, нужно учесть сразу несколько факторов. Каких? Расскажем в статье.

Что влияет на угол наклона крыши

Уклон скатной кровли, в основном, зависит от четырех факторов:

• снеговой нагрузки;
• угрозы срыва ветром;
• выбранного кровельного покрытия;
• наличия жилого мансардного этажа в планах.

Есть еще и второстепенные параметры. Например, оптимальные углы наклона крыши зависят от того, как часто будут обслуживать кровлю, планируется ли ставить на ней оборудование или делать озеленение. Но они обычно не имеют решающего значения.

Когда снега — много

Каждая кровля может выдержать только строго определенную максимальную нагрузку. Эта нагрузка прямо зависит от параметров стропильной системы, опосредованно — от несущей способности стен и фундамента. Превышение максимальной нагрузки приведет к обрушению крыши со всеми вытекающими из этого последствиями. Как это связано с тем, какой уклон должен быть у крыши? Все просто: с его помощью можно влиять на нагрузку.

При небольшом уклоне на крыше может нарасти большая снеговая шапка

Дело в том, что общая нагрузка на кровлю — это сумма двух составляющих в пересчете на 1 м 2 :

1. Постоянные нагрузки. Это суммарный вес кровельного пирога и всех элементов крыши, включая, например, вес стропильной системы, внутренней отделки, обрешетки.
2. Переменные нагрузки. Сюда входит вес человека, который будет перемещаться по кровле при обслуживании, а также давление ветра и масса выпавшего снега.

Именно снеговая нагрузка и, в меньшей степени, ветровая интересуют нас, когда мы определяем, какой уклон крыши нужно сделать.

Снеговая нагрузка, согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», вычисляется по формуле S₀ =S_g·μ. Значение S_g — это нормативный вес снегового покрова в районе строительства и его изменить нельзя. А вот μ — поправочный коэффициент, на который прямо влияет угол наклона кровли. Рассчитывается он по-разному для разных видов крыш, но общий принцип прост: чем больше наклон кровли, тем меньше снеговая нагрузка.

Например, для односкатных и двускатных кровель μ=1, если угол ската крыши меньше 30°, и μ=0, если наклон больше 60°. Для промежуточных значений углов поправочный коэффициент вычисляют по формуле: μ = (60°−α)/(60°−30°), где α — это как раз угол наклона кровли.

Это означает, что пологая крыша с уклоном 20 градусов будет держать на себе полный вес снежного покрова, в то время как для крутой кровли, наклоненной под 65°, снеговую нагрузку можно вообще не учитывать. Все, что между крайними вариантами — наше пространство для маневра.

То есть, меняя угол ската кровли в диапазоне от 30° до 60°, мы уменьшаем или увеличиваем снеговую нагрузку. Угол, при котором сумма снеговой и постоянной нагрузки равна несущей способности стропильной системы, и есть минимально допустимый уклон кровли.

Ветер, ветер, ты могуч…

Нормативное ветровое давление, которое рассчитывают по тому же своду правил, что и снеговую нагрузку, от наклона ската крыши не зависит. От ее вида, формы, высоты и других параметров — да. Но не от уклона. Поэтому здесь — не об этом расчетном значении, а о том, как давление ветра в принципе влияет на кровлю.

Если упростить, то чем больше площадь ската и чем ближе к вертикальному его положение, тем больше парусность. То есть на рекламные щиты ветер «давит» с максимально возможной силой, на крыши с крутыми скатами — слабее, но все равно очень существенно. Поэтому в местах с высокой ветровой нагрузкой рекомендуют делать пологие кровли. Так, если уклон крыши 10 градусов, она защищена от «опрокидывания» даже очень сильным ветром. Но, к сожалению, не от срыва.

Если на кровлю с крутыми скатами ветер давит, стремясь опрокинуть ее, то пологую пытается поднять. А когда угол склона крыши небольшой, воздушные массы, обтекающие скаты, создают подъемную силу. И если эта сила станет слишком большой, крышу унесет.

Частично компенсировать этот эффект помогают слуховые окна. Только не люкарны или «кукушки», а небольшие вентиляционные окошки в верхней части фронтона или ската, закрытые решетками-жалюзи. В отличие от обычных окон, слуховые всегда открыты и выравнивают давление снаружи и внутри кровли.

Чтобы избежать избыточного ветрового давления и подъемной силы, в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимален средний наклон крыши — 30-45°.

Чем кровлю крыть будем?

У всех кровельных материалов, за исключением тех, которые предназначены для укладки на плоскую крышу, есть требования к минимальному углу наклона кровли. А у некоторых ограничен и максимальный уклон ската. Вот, какой уклон крыши должен быть, в зависимости от вида кровельного покрытия:

Кровельное покрытие	Минимальный наклон	Максимальный наклон
Керамическая черепица	классическая — 22°; бобровый хвост — 30°.	60°
Цементно-песчаная черепица	22-30°	60°
Металлочерепица	9°	нет
Профнастил	8-10°	нет
Фальцевая кровля	7°	нет
Шифер	25°	45°
Ондулин	5°	нет
Битумная черепица	6°	нет

Но не стоит воспринимать числа из этой таблицы, как запрет использовать кровельное покрытие, если угол наклона крыши меньше минимального. Просто, если вы не впишитесь в эти нормы, кровля может потечь. А если скат наклонен под намного меньшим углом, чем допустимо, вероятность протечки близка к 100%.

Впрочем, этого можно избежать. Нужно принять дополнительные меры по герметизации кровли, которые сделают ее практически водонепроницаемой:

• нахлесты между листовыми материалами увеличивают в два раза;
• все стыки уплотняют специальной герметизирующей лентой и тщательно промазывают герметиком;
• под кровельным материалом укладывают рулонную битумно-полимерную гидроизоляцию по сплошной обрешетке или монтируют качественную гидроизоляционную мембрану, стыки которой тщательно проклеивают.

Это все сильно увеличивает цену устройства крыши здания — у дома фактически будет два кровельных покрытия. Нижнее — рабочее, которое и защищает кровлю от протекания. А верхнее покрытие будет закрывать нижний гидроизоляционный слой от ультрафиолета и выполнять декоративную функцию.

Поэтому при расчете, сколько должен быть уклон крыши, минимальные углы монтажа кровельного покрытия нужно учитывать, в первую очередь, ради экономии на устройстве кровли. Кроме того, укладка кровельного материала на скат, уклон которого меньше минимального, часто лишает гарантии производителя.

А вот максимальный угол монтажа кровельного покрытия игнорировать нельзя. Если превысить его, то крыша рискует остаться «раздетой» при сильном ветре.

Чердак или мансарда?

Как вы собираетесь использовать подкровельное пространство?

Если планируете просто сделать на нем чердак, тогда уклон кровли значения не имеет — для хранения вещей места хватит. Другое дело, если под скатами будет мансарда. Тогда на угол наклона крыши стоит обратить внимание.

Полезная площадь под односкатной крышей зависит от угла ее наклона больше всего. Этот тип кровли опирается на две стены или подпорки возле них. Следовательно, если крыша очень пологая, то полезная площадь мансарды получается почти такой же, как у нижних этажей. За исключением небольшого участка у стены под нижней частью ската.

Для двускатной, вальмовой, шатровой крыши угол наклона ската имеет значение, если стены дома не заканчиваются в полуметре от перекрытия, а выгнаны на высоту 1,5 м, лучше 2 м. В этом случае пологая кровля не увеличивает доступное пространство — оно и так большое, — а сильно снижает расходы на отопление.

Подведем итоги

Какой должен быть уклон крыши? Зависит от четырех факторов:

• снеговой нагрузки;
• парусности;
• вида кровельного материала;
• назначения подкровельного пространства.

Для уменьшения снеговой нагрузки скаты лучше сделать крутыми — при угле 60° и более она равна нулю. Но такую кровлю делают редко, поэтому минимально возможный уклон крыши рассчитывают, исходя из допустимой нагрузки на конструкции.

Так как для снижения парусности правильно сделать уклон крыши небольшим, этот параметр вступает в противоречие с предыдущим. Поэтому в регионах с нормальной ветровой нагрузкой оптимально делать уклон кровли 30-45°.

Кроме того, у многих видов кровельных материалов есть минимально и максимально допустимые углы монтажа. Влияет на уклон и то, что будет под кровлей: чердак или мансарда.

Источник

Руководство по разметке стропил

Сортировка пиломатериала

Рассортируйте в три штабеля все имеющиеся на стройплощадке доски. Пометьте стрелками горб доски. В первый штабель сложите относительно ровные доски. Они пойдут для устройства каркасов и обрамлений. Во второй штабель сложите умеренно горбатые доски. Эти доски используйте для устройства балок и стропил, работающих под нагрузкой, направленной перпендикулярно их продольной оси. Направляйте горб этих досок навстречу нагрузке (в верх), тогда со временем эти доски выпрямятся и получат меньший прогиб, чем если бы они были изначально ровными. В третий штабель сложите кривые доски. Из них можно сделать связи и распорки, а при поперечной распиловке они сгодятся для изготовления мелких строительных деталей.

Выбор уклона скатов крыши

Уклон скатов крыши задается безразмерной величиной, углом наклона или высотой конька.

Безразмерная величина. Не зависит от единицы измерения, обозначает отношение высоты ската к его длине.

В странах с английской системой мер для вычисления уклона принято использовать прямоугольный треугольник с основанием постоянной длины равной 12 размерным единицам и переменной высотой. Например, крыша с уклоном ската 6 к 12 на каждых 12 дюймах длины поднимается на высоту 6 дюймов, на каждых 12 футах — на 6 футов, на 12 ярдах — на 6 ярдов, на каждых 120 см — на 60 см.

В странах с метрической системой мер используется прямоугольный треугольник с основанием 10 размерных единиц. Например, скат крыши с уклоном 6 к 10 поднимается на 6 см на каждых 10 см длины, на 60 см на каждых 100 см, на 6 м на каждых 10 м. Обычно этот уклон приводят к базе, вычисляемой в метрах, то есть основание треугольника принимают равным 1 м. Тогда уклон 6 к 10 записывается как 0,6 к 1, означающее подъем крыши на 0,6 м (60 см) на каждый метр увеличения ее длины.

В градусах. У ручных циркульных пил есть градусная шкала настроек угла пиления доски. Для перехода от безразмерной величины уклона к градусам используются: специальные таблицы, транспортир или плотницкий треугольник Свенсона. Угол наклона ската крыши можно выбрать заранее или высчитать калькулятором.

Высотой конька. Уклон крыши можно задать без выбора системы мер (английской или метрической) и без выбора угла наклона. Если нужно под крышей иметь чердачное помещение определенной высоты, то и уклон крыши задают в соответствии с этим параметром. Калькулятор вычислит углы для установки их на циркульных пилах.

Шаблон для разметки стропил

Изготавливается из куска фанеры с прямыми заводскими углами и двух ровных деревянных реек длиной 20–30 см.

Шаблон повторяет заданный уклон крыши. Например, для крыши с наклоном скатов 6 к 12 на фанере размечается прямоугольный треугольник с катетами 6 и 12 см. Однако для разметки досок, шириной 20 и более сантиметров, такого размера шаблона будет недостаточно, поэтому нужно увеличить его стороны в два или три раза. Умножение высоты и основания на коэффициент 3 даст треугольник с катетами 18 (6×3) и 36 (12×3) см пригодный для разметки широких досок.

Если уклон скатов задан углом наклона или высотой конька, то шаблон изготавливается уменьшением размеров стропильного треугольника полученных по расчетам калькулятора, делением на заданный коэффициент, например, уменьшением размера треугольника в 10, 15 или 20 раз. Калькулятор вычисляет размеры шаблона с основанием равным 300 мм. Можно использовать для разметки этот шаблон, а можно изготовить шаблон со своими размерами кратными размерам стропильного треугольника.

После выпиливания шаблона из листа фанеры прикрепите к его гипотенузе с двух сторон ровные дощечки для зацепа к размечаемой доске. Дощечки крепите с отступом от углов, чтобы они не мешали при использовании шаблона как направляющей для циркульной пилы при распиливании доски.

Размер коньковой доски и высота ее установки

Высоту коньковой доски делают равной вертикальному распилу примыкающих к ней стропил или большей. В обоих случаях сначала определяется длина вертикального разреза стропила.

На доску из которой будет изготовлено стропило навесьте шаблон стропильного треугольника, начертите линию отреза и измерьте ее. На доске из которой будет изготовлен конек отмерьте размер снятый со стропила, начертите линию вдоль доски. К этой линии стропила будут примыкать нижней кромкой вертикального разреза. Отрезать коньковую доску по черте или не отрезать зависит от внутренней отделки чердачного помещения. Если выступ будет мешать — отрезать, если нет — оставить.

Высота установки коньковой доски должна соответствовать высоте вычисленной калькулятором. Это высота от основания стропильного треугольника до нижней кромки стропила в коньке, то есть до черты, отмеченной на коньковой доске.

Начиная с торца дома разметьте коньковую доску под установку стропил. Разметка на коньке и на стенах должна совпадать. Для определения начальной точки разметки приставьте к стене длинный уровень и нанесите черту распила доски конька. Вместо обычного уровня можно использовать отвес или лазерный уровень

Разметка конька под устройство вальмы делается аналогично.

Установка рядовых стропил

Используются горбатые доски, которые нужно устанавливать горбом вверх.

Прицепите шаблон на край доски, которая будет верхом стропила и отчеркните верхний отрез. Можно сразу отметить и отрезать верх всех досок идущие на рядовые стропила, а можно каждое стропило размечать отдельно.

Отмерьте от нижней точки конькового разреза (A) расстояние равное диагонали стропильного треугольника и отметьте эту точку (B). Прицепите шаблон на нижнюю часть стропила, выровняйте его с точкой B и разметьте горизонтальную линию распила. Этой плоскостью стропило будет опираться на доску обвязки стены каркасного дома (или на мауэрлат каменных домов).

Отмерьте на линии вышедшей из точки B расстояние равное ширине доски обвязки (или ширине мауэрлата) плюс погрешность 0–1 см на кривизну доски обвязки стены каркаса (или мауэрлата) и плюс толщину обшивки каркасного дома. Отметьте эту точку (C).

Выровняйте шаблон с точкой C и отчеркните линию вертикального разреза. Отметьте точку D. Треугольник BCD образует опорный вырез в нижней части стропила. Далее от этой точки размечается карнизный свес. Если длины доски мало для устройства свеса, то разметку линии BC нужно делать длиной равной ширине обвязки (или мауэрлата), провести вертикаль от конца отрезка и обрезать по ней стропило. Карнизный свес в этом случае делается пришиванием кобылки.

Если длина доски позволяет, сделайте разметку карнизного свеса. Вычисления производите на стропильном калькуляторе. Задайте величину карнизного свеса включая в этот размер ширину доски обвязки (или мауэрлата) и если карниз будет подшиваться, то толщину досок подшивки. Например, вы хотите, чтобы крыша каркасного дома выступала от стены на 40 см, а карниз был обшит досками и сайдингом, то общая длина свеса включая доску обвязки стены, предположим 15 см, составит 55 см. Из общей длины свеса нужно вычесть толщину доски обшивки, предположим 2 см и ширину профиля сайдинга 1 см. Получим величину свеса крыши в горизонтальной проекции равную 52 см. Вводим этот размер в калькулятор в качестве основания стропильного треугольника, уклон крыши вводим такой же как в предыдущем вычислении для расчета большого стропильного треугольника. Калькулятор вычислит диагональ, которую нужно отложить от точки B до точки E. Шаблоном, выравненным с этой точкой, размечаем место нижнего вертикального отреза стропила. Если хотите подрезать низ карниза в горизонтальной плоскости, разметьте шаблоном и получите точку F. Длину линии EF сделайте какой нравится.

После разметки одного стропила, можно упростить действия по размете следующих стропил. К нижней части размеченного стропила приставьте ровную дощечку и перенесите на нее положение точек B, D, E и F. Далее приставляйте эту рейку к точке B на других стропилах и размечайте карнизный свес.

Установите стропило ровняя его точку A с линией или отрезом на коньковой доске, а точку B с кромкой доски обвязки (или мауэрлата). Для упрощения позиционирования стропила прикрепите струбциной к его нижней части временный брусок. Выставите на дисковой пиле угол наклона крыши полученный из калькулятора и опилите торец бруска. Брусок прикрепленный к стропилу будет помогать позиционировать стропило. Ставьте стропила поочередно с двух сторон конька. Выпиленные по одному размеру они будут выравнивать коньковую доску.

Вальма и ендова

Если центральное стропило вальмы сделать равным рядовому стропилу, то скат вальмы и скаты крыши получатся с равными углами наклона. На плане в торцах дома образуются одинаковые квадраты, в которых накосное стропило режет их по диагонали под углом 45°. Такое конструктивное решение упрощает строительство и экономит строительные материалы.

Если центральное стропило не равно рядовому, то наклон ската вальмы не равен наклонам скатов крыши и в плане накосное стропило режет прямоугольник под углом не равным 45°.

Для разметки накосного (диагонального) стропила вальмы изготовьте шаблон из фанеры. При работе в английской метрической системе и равных наклонах скатов и вальмы основание шаблона делают равным 16,97 размерным единицам. При работе в европейской десятичной метрической системе — 14,14 размерным единицам.

Для разметки накосного стропила, когда угол наклона вальмы не совпадает с углом наклона ската, возьмите размеры стропильного треугольника вальмы, рассчитанные калькулятором и уменьшите их в 10, 15 или 20 раз до размеров приемлемых для изготовления шаблона. Так же поступите, если уклоны крыши задаются углом или высотой ската, а не безразмерными единицами. Либо используйте размеры шаблонов предложенные калькулятором.

Для изготовления накосного стропила используются одиночные и спаренные доски. Методика, описанная ниже больше подходит для спаренных стропильных ног.

Высоту накосного стропила определите по высоте вертикального распила рядового стропила. Снимите с него размер и перенесите на линию вертикального распила накосного стропила.

Под укладку обрешетки в чердачных крышах выравнивается верхняя часть накосных стропил. В мансардных ещё и нижняя часть — под внутреннюю обшивку. Таким образом сечение накосного стропила получается в виде перевернутой буквы V. Величина углов скоса берется из калькулятора. Верхний и нижний торцы накосного стропила также делается в виде буквы V. Вверху для плотного примыкания к стропилам, внизу для подшивки карнизной доски.

Угол, на который нужно спилить верхнюю часть стропила назовем углом для опирания обрешетки. Его значение определяется по калькулятору. В крышах где угол наклона скатов равен углу наклона вальмы он будет одинаковым с левой и правой стороны стропила. Угол, на который нужно спилить нижнюю часть стропила равен верхнему углу. Если мансарда не будет обшиваться изнутри нижнюю часть накосного стропила подпиливать не нужно.

Установите диск циркульной пилы на величину угла опирания обрешетки полученного калькулятором и срежьте верхнюю кромку доски. Если нужно, сделайте второй разрез параллельный первому в нижней части стропила, на расстоянии высоты накосного стропила.

Верхний вертикальный срез в торце стропила сделайте, установив пилу на угол 45° для вальмы равной скату или на угол, показанный калькулятором, если угол вальмы не равен углу ската.

Разметку опорного выреза делайте аналогично такой же разметке на рядовом стропиле, только для рисования горизонтальных и вертикальных линий выреза используйте шаблон для накосного стропила. Сначала отмерьте от нижней точки торцевого скоса стропила (AW) расстояние равное диагонали вальмового стропильного треугольника (Gw) взятого из калькулятора и отметьте точку Bw. Навесьте на стропило шаблон и отчеркните линию BwCw. Её длина должна быть равна ширине доски обвязки каркасной стены (или ширине мауэрлата каменных стен). Измерьте эту ширину непосредственно на строящемся объекте и прибавьте к ней, если необходимо, толщину обшивки стен и погрешность на кривизну стен 0…10 мм. Из точки Cw с помощью шаблона начертите вертикальную линию разреза, точка Dw.

Линию BwCw пилите пилой с диском, поставленным на 0°, а линию CwDw под углом 45° если наклоны вальмы и скатов равны. На крыше, в которой наклон скатов и вальмы разный, выставляйте диск на тот градус, который показывает калькулятор. Заканчивайте разрез ручной пилой.

Если крыша не подшивается изнутри и в связи с этим накосное стропило не подрезается по высоте, его разметка немного изменяется. Делается все также, как и для подрезанного снизу стропила, только все измерения производятся от черты разметки высоты.

Накосное стропило сплачивается из двух досок гвоздями.

Стропило ендовы изготавливается аналогично стропилу вальмы. Они различаются профилем сечения и нижним концом. Ендову можно назвать вальмой вывернутой внутрь крыши. Углы примыкания верхних концов ендового и вальмового стропил к коньку и угол подрезания их нижних концов равен 45° если наклоны скатов и вальмы равны. Если наклоны скатов не равны угол рассчитывается калькулятором.

Нарожники

Нарожник по сути такое же рядовое стропило, отличающееся от него длиной и узлом стыкования к диагональному стропилу. Поэтому верх нарожников для вальм или низ нарожников для ендов подрезается под углом установки диагональных стропил вальмы и ендовы. Доска для нарожника размечается по шаблону, сделанному для скатов. Сначала размечается линия вертикального распила узла стыкования нарожников с диагональным вальмовым или ендовым стропилом. Для вальм и ендов с равными углами наклона скатов, дисковая пила устанавливается на угол 45° или -45° и отрезается верх (для вальм) или низ (для ендов) доски. Для вальм и ендов с разными уклонами скатов применяются два шаблона: один для уклона скатов, другой — для уклона вальмы или второго ската ендовы. Возьмите значения углов из калькулятора.

Узлы опирания на доску обвязки каркасной стены или на мауэрлат каменной стены делаются также как узлы опирания обычных стропил. Соответственно и разметка этих узлов делается так же. Размер диагоналей каждого нарожника снимите с крыши. Обычно к этому моменту накосные и ендовые стропила уже установлены.

Этот калькулятор сделан для ручной разметки стропил крыши. Детальный расчет геометрии каждого стропила крыши реализован в других калькуляторах.

Источник