Угол наклона вальмовой крыши для гибкой черепицы

Как правильно рассчитать минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли

20.12.2016 4,150 Просмотров

Мягкая черепица для наклонных кровель – это материал, имитирующий внешний вид классический черепицы (например Шинглас), но отличающийся от нее в лучшую сторону по ряду параметров.

Данный материал позволяет реализовывать множество конструктивных решений, но для правильной и надежной укладки мягкой черепицы нужно соблюдать все необходимые числовые соотношения и параметры.

В том числе и оптимальный угол наклона крыши.

Достоинства и недостатки

Мягкая черепица, как современный и практичный материал, обладает множеством достоинств:

• Возможность обустройства кровель сложных форм, это достигается за счет хорошей эластичности материала.
• Устойчивость к температурным воздействиям, битумное покрытие мягкой черепицы расширяется от тепла в меньшей степени, чем металл.
• Легкость материала, упрощающая его транспортировку и монтаж (другие тех. характеристики тут).
• Влагостойкость. Мягкая черепица хорошо защищает кровельный пирог от проникновения жидкости, что делает установку отдельной гидроизоляции обязательной только в самых уязвимых участках.
• Хорошая звукоизоляция – мягкая черепица не «гремит» во время дождя и при ветре.
• Разнообразие оттенков и узоров.

Есть у мягкой черепицы и ряд недостатков, усложняющих ее монтаж и эксплуатацию:

• Материал укладывается только на подготовленное основание (из фанеры или ОСБ), в отличие от металлочерепицы, которую можно монтировать непосредственно на обрешетку.
• Мягкую кровлю нельзя устанавливать при угле ската меньше 12 градусов.
• Цена материала относительно высока.

Кровельный пирог

Внутреннее обустройство кровли зависит от того, предполагается ли ее утепление. Для утепления крыши необходима установка двух дополнительных слоев: теплоизоляционного слоя и пароизоляции, защищающей кровельный пирог от внутреннего конденсата здания. Структура пирога утепленной крыши выглядит так:

Обустройство пирога начинается с установки стропильной системы. Затем к нему прикрепляется гидроизоляция, а поверх нее устанавливается обрешетка. На обрешетку монтируется подкладочное покрытие, и к нему приклеивается черепица. Теплоизоляция устанавливается в ячейки, образуемые пересечениями стропильных балок.

Минимальный угол наклона крыши из мягкой кровли

Минимальный угол для мягкой кровли выбирается не только из эстетических предпочтений и практических нужд, но и с учетом объективных факторов, соблюдение которых позволит увеличить эксплуатационный потенциал конструкции. К таким факторам относятся:

• Количество осадков в зимнее время. Снежные массы должны скапливаться в как можно меньшем количестве, иначе нагрузка на конструкцию будет излишней, что приблизит время ее прихода в негодность. Важно обеспечить возможность легкого схода снега и льда с поверхности кровли, для этого увеличивается угол наклона скатов крыши.
• Ветровая нагрузка. Большой уклон мягкой кровли увеличивает площадь вертикальной поверхности крыши и тем самым повышает ее парусность, то есть подверженность воздействию ветра.
• Количество солнечного тепла. В регионах с жарким летом лучше минимизировать угол ската, так это уменьшит площадь контакта поверхности крыши с солнечными лучами и снизит перегрев здания. Этот фактор не так важен, как предыдущие, но на него стоит обратить внимание.

Также минимальный уклон кровли из мягкой черепицы зависит от предназначения чердачного помещения. Если планируется его обустройство в мансарду, то потребность во внутреннем свободном пространстве повышается, повышается и необходимый угол наклона крыши.

Минимальный угол наклона кровли для кровельных материалов

Минимальный уклон мягкой кровли с внутренним водостоком составляет 11 градусов. Но российским климатическим условиям такой угол не соответствует. Оптимальный уклон для средней полосы России равен 20-40 градусам: он обеспечивает как достойную ветрозащиту, так и своевременный сход снежных масс.

Карта снеговой нагрузки

Формулы расчета

Простые тригонометрические формулы позволяют найти угол ската кровли, соответствующий установленной высоте конька.

Двухскатная крыша образует конструкцию в форме равнобедренного треугольника.

Если провести перпендикуляр из конька к пролету дома (основание конструкции), то он разделится на два прямоугольных треугольника, к которым можно применять формулы тригонометрии.

Катетами таких треугольников будут половина длины пролета и высота конька, гипотенузой – длина ската.

Угол наклона – это угол между скатом и пролетом, для его определения нужно найти частное длин конька и пролета (у пролета берется ½ длины), то есть частное противолежащего и прилежащего катетов.

Полученный результат будет тангенсом угла. Чтобы найти сам угол по его тангенсу, нужно воспользоваться таблицей Брадиса.

Механизм расчета угла наклона четырехскатной крыши аналогичен: высота конька делится на половину длины пролета, полученное число сверяется по таблице Брадиса.

Пример расчета:

• Высота конька = 3 метра, длина пролета = 10 метров.
• Находим половину длины пролета, 10/2 = 5 метров.
• Находим тангенс угла ската, 3/5 = 0,6.
• По таблице Брадиса этому тангенсу соответствует угол в 31 градус.

После нахождения данного параметра нужно узнать о предполагаемых снеговых и ветровых нагрузках. Для этого с помощью специальных таблиц узнается средняя нагрузка для конкретного региона и умножается на коэффициент, определяемый углом ската.

Как перевести угол наклона в градусы?

Нагрузки измеряются в килограммах на квадратный метр, если суммарный показатель этих параметров (плюс вес кровли) превосходит 300 кг/м 2 , то следует облегчить кровельный пирог или уменьшить угол наклона.

Заключение

Хоть выбор оптимального угла ската и осложняется суровыми климатическими условиями России, строгий математический подход к этому процессу позволит сделать расчеты, которые обеспечат обустройство надежной и долговечной кровли.

Источник

Расчет вальмовой крыши: минимизируем затраты и отходы

Объемная и архитектурно выраженная вальмовая кровля неспроста становится день от дня популярнее. Даже самые простоватые проекты преображаются, если выбрать именно этот вид крыши. Но нужно быть готовым к определенным сложностям, ведь у такой структуры немало особенностей!

Ведь неспроста среди строителей существует убеждение, что в процессе такой крыши идет серьезный перерасчет кровельного материала и древесины для стропил.

На самом деле, чтобы этого не произошло, мы научим вас производить точный расчет вальмовой крыши и запасаться кровельным материалом так, чтобы излишек потом осталось немного.

Содержание

Виды и формы вальмовой крыши

Издавна самой распространенной формой крыши на Руси была двухскатная с фронтонами, украшенная резьбой. И только со временем появилась трехскатная, с одним фронтоном, и тростником или камышом в качестве покрытия.

И вот, наконец, в конце XIX века стали появляться классические четырехскатные кровли из соломы и очерета. Хотя привычной для российского народа они так и не стали, и особо распространены не были.

В основе современной вальмовой крыши – сложная конструкция из балок и стропил. В отличие от двухскатной крыши здесь есть не только скаты, но и хребты – пересечение скатов по горизонтали.

В процессе проектирования вальмовой крыши самая главная задача это правильно распределить нагрузку с расчетом веса кровли и площади, и при этом рассчитать все углы наклона каркаса. Здесь нужно будет взять во внимание шаг стропил, используемые материалы и качество древесины.

Конструкция вальмовой крыши состоит из двух противоположных треугольных и трапециевидных скатов.

Полувальмовая крыша отличается тем, что треугольные скаты не крепятся к карнизу, а образуют собой ломанную линию с фронтоном. Такие крыши называются голандскими или датскими. И полувальмовая крыша куда сложнее по своему устройству, чем классическая четырехскатная.

Шатровые крыши устанавливают тогда, когда стены дома представляют собой форму квадрата. Такую крышу рассчитать проще всего, ведь все скаты здесь представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники.

А вот одним из самых сложных и смелых архитектурных решений считается соединение сразу нескольких вальмовых крыш в одну систему, Г-образную или Т-образную. Их расчет намного сложнее, чем у обычных крыш, и здесь наверняка понадобится помощь специалиста.

Зато такие крыши идеально подходят для устройства комфортных жилых мансард и других разных помещений, для которых обычно нужны пристройки. Чем плохи последние? Дело в том, что любая пристройка создает дополнительную нагрузку на основной фундамент, и как он себя поведет в процессе эксплуатации – неизвестно.

Особенно, если в процессе его строительства были допущены ошибки, о которых мало кто подозревает. А в этом случае капитальные стены дома продолжаются на веранде или кухне, а вся крыша составляет одну целостную конструкцию. Хороша в плане архитектуры также угловая крыша Г-формы.

Варианты внутренних четырехскатных конструкций

Давайте внимательно рассмотрим, каких типов бывает вальмовая конструкция стропил и чем существенно они отличаются друг от друга. Классическая вальмовая крыша выглядит таким образом:

Так собирают вальмовые скаты из накосных стропил:

Накосные стропила разрешено обрезать на одну высоту, и тогда вся конструкция получается намного прочнее:

Устройство датской полувальмовой крыши выглядит уже так:

И, наконец, самые сложные в исполнении вальмовые крыши также нуждаются в точном расчете:

Кстати, когда речь идет о небольшой беседке, здесь вы можете рискнуть и воплотить в жизнь даже такой необычный проект с красивыми стропилами:

Расчет уклона с учетом всех нагрузок

Уклон вальмовой кровли делают в диапазоне от 5 до 60°. Действительно, здесь практикуется такой низкий уклон, и крыша выглядит почти плоской. А сам выбор угла больше зависит от применяемого кровельного материала и эксплуатационных характеристик, как сила ветра, шапка снега и др.

Как только вы определились с формой стропильной системы, нужно рассчитать ее прочность. А именно, насколько она окажется надежной в плане снеговых и ветровых нагрузок.

Про ветер, конечно, здесь можно переживать меньше всего, ведь вальмовая кровля наиболее защищена от подъемной силы – все благодаря тому, что все скаты у нее находятся под наклоном, и нет фронтонов.

А вот давление снега учитывать нужно, тем более, если дом построен в средней и северной полосе России. Обычно, когда речь идет о двухскатной крыше, то нередко приходится выбирать: делать ее более пологой, чтобы не сорвал ветер в бурю, или более острой, чтобы многотонная шапка снега спадала сама?

В случае с четырехскатной кровле можно смело повышать угол наклона скатов, если, конечно, вас не смутит увеличенная стоимость древесины для стропил и кровельного покрытия.

Чем выше наклон ската, тем вероятнее, что снег попросту сползет под своим весом. А на крыше с наклоном от 60° он вообще не остается. Это тот самый случай, когда коэффициент µ равен нулю. Для сравнения: при угле наклона в 40° он будет равен 0,66, при 45° – 0,5 и при 50° – 0,33.

Точно рассчитать угол скатов вам помогут такие формулы:

Для мягких покрытий уклон может быть низким, так, для двух слоев нужны 15 градусов, а для трех допустимы 2-5°.

Также каждый вид кровельного материала требует свой уклон:

• Мягкая черепица и ей подобные кладут на кровлю от 11°.
• Для натуральной черепицы угол наклона не может быть меньше 25°, иначе в подкровельное пространство станет попадать вода.
• Для шифера выбор вообще невелик – от 25 до 30°.

Кроме того, важно учитывать также снеговую нагрузку. Так, если в вашей местности снегопады внушительные, можно сразу забыть о малом уклоне. Т.к. снежная шапка, особенно слежавшаяся, способна весить только на одной крыше несколько тонн!

В таком случае можно обустраивать только крутой скат, и чем тот будет круче, тем больше материала для него понадобится. Кроме того, учитывайте и увеличенный нахлест материала на крыше сложной формы.

Измерение и вычисление сечения стропил

Рассчитать важно и водосточную систему для вальмовой крыши. В основном она зависит от угла наклона и площади крыши.

Так, если та не превышает 60 м 2 , то нужны желоба диаметром 125 мм, а если больше, чем 60 м 2 , тогда диаметр увеличивают до 150 мм. Количество самих же труба нужно рассчитывать из того факта, что на каждые 10 метров идет одна труба.

Вот как рассчитать вальмовую крышу при помощи таблицы с коэффициентами:

• Шаг 1. Возьмите обычную рейку и найдите горизонтальную проекцию у промежуточной стропильной ноги.
• Шаг 2. Теперь в таблице найдите ваш получившийся коэффициент уклона и умножьте его на представленный в ней коэффициент.
• Шаг 3. Измерьте длину стропила от крепления нижней части стропила до конькового прогона.
• Шаг 4. Далее находим длину свеса стропил или вычисляем ее при помощи теоремы Пифагора.
• Шаг 5. Вычисляем длину угловых стропил.

Чтобы найти длину центрального стропила, на торце периметра дома нужно отметить центр, а на середине толщины конькового бруса точку а.

От этой точки нужно поставить отметку на линии проекции в горизонтали от центрального стропила до вертикальной стойки – это будет точка b. Теперь от точки – b нужно отмерить расстояние до торца конька, и получается точка с.

В итоге вы будете знать расстояние ab и bc, и остается найти длину центрального стропила ас. Формула, которая поможет вам вычислить это расстояние, выглядит так: а 2 +b 2 =с 2 . Чтобы получить более точное значение, воспользуйтесь коэффициентами пропорций.

По той же схеме вычисляют длину диагональных ребер и угловых стропил, и умножают полученное значение на коэффициент, который будет максимально близок к коэффициенту значению замеров.

Во время монтажа также производят свои замеры. Сначала на верхних торцевых частях мауэрлата по самому центру отмечают осевую линию, а по центру осевого бруса – линию центрального стропила.

Далее с шагом 60 см ставят отметки для промежуточных стропил на основании торца. После этого рассчитывается длина стропил от угла до центра торца. С противоположной стороны крыши парные стропила должны иметь такую же длину.

В этом вам поможет такая формула:

Крестообразные крыши сначала рассчитывают так же, как и обычные двускатные. Все зависит от того, какой формы скаты – треугольной или трапециевидной.

Нужно измерить площадь каждого, и тогда станет понятно, как рассчитать каждый элемент.

Подсчет количества кровельного материала

Сегодня бытует мнение, что достаточно сложно точно рассчитать кровельный материал для вальмовой крыши, ведь она имеет сложную форму и покрытие придется обрезать.

Но на самом дел все эти моменты можно просчитать, и мы сейчас расскажем, как именно. Вот приблизительная схема того, как укладывают кровельный материал на вальмовую крышу:

Итак, в первую очередь запланируйте 25 мм допуска на свес кровельного покрытия в карнизный желоб, причем это допуск может быть увеличен, если крыша имеет значительный уклон и или используются некоторые из систем водостока.

Чтобы рассчитать материал для ребер или конька, нужно их длину разделить на длину, которая покрывается одним лотком.

Также нужно запастись достаточным количеством реек для обрешетки: на каждый квадратный метр нужно 3 метра реек. Конечно, подрезать тут будет что:

А рассчитать площадь скатов для определения количества штучного кровельного материала вам помогут такие формулы:

Надеемся, наши формулы и иллюстрации помогли вам все рассчитать максимально правильно!

Онлайн-калькулятор для расчета

Для упрощения выполнения расчетов мы спроектировали онлайн-калькулятор. Чтобы воспользоваться им, пожалуйста перейдите на эту страницу. Там вы найдете все пояснения и сможете сэкономить время на проектировании.

Источник