Как найти прямой угол при строительстве крыши
Обновлено: 16.05.2024
В этой статье хотел бы поделиться, какие вообще распространены варианты построения прямых углов, и как проверить углы уже возведенного дома, не имея доступа к замеру его диагоналей.
Оговорюсь, что вариантов множество, и большинство из них выражается через тригонометрические функции или с помощью сложных геометрических построений))), но нам это ни к чему, так как на стройке никто не будет браться за сложные вещи и сидеть с букварём, теряя время!
В данной статье рассмотрю следующие варианты получения прямого угла:
- теорема Пифагора;
- вариант геометрического построения;
- упрощенный вариант, как производный от геометрического построения.
Теорема Пифагора
Самый часто используемый и очень надежный способ. Теорема устанавливает соотношение между сторонами прямоугольного треугольника: сумма квадратов длин катетов равна квадрату длины гипотенузы.
Можно воспользоваться готовым решением (рисунок ниже) или же зная стороны дома - самому, согласно формулы, произвести расчет "своей" диагонали, и в дальнейшем работать с этим значением.
Основное соотношение сторон треугольника Пифагора - 3, 4 и 5 единиц. Так же для удобства существуют производные треугольники от основного, получаемые, при умножении его сторон на любой коэффициент. К примеру, стороны 3,4,5 умножены на К=2 (коэффициент 2), получаем треугольник со сторонами 6,8,10, и т.д.
Геометрическое построение
Ни чуть не хуже Пифагорова треугольника, но не часто используемое (наверное, в силу забывчивости), хотя очень даже эффективное!
Выглядит страшно, но на деле - проще простого))).
Зная угол здания (точка О), равноудаляем от него две точки О1 и О2 по оси А. Одинаковое расстояние можем откладывать как хотим, используя: рулетку, циркуль (колышек с веревкой) или обрезок доски, да вообще что угодно, главное иметь равные расстояния от точки О.
Из точек О1 и О2 поочередно одинаковым радиусом (радиус произвольный, но больше чем отложенное расстояние от точки О до О1 или О2) чертим дуги примерно там, где будет пересечение их со второй осью В (со второй стеной). Точка пересечения двух дуг (на рисунке дуги выделены зеленым цветом) и будет давать ровно прямой угол с проведенным отрезком к точке О (к углу будущего здания).
Поверьте, этот способ ни чуть не хуже Пифагора, - имея под рукой два колышка и отрезок веревки, делается построение осей будущего дома за 20-40 минут, в зависимости от размера и сложности здания.
И напоследок упрощенный вариант
Вместо черчения дуг от точек О1 и О2, берутся две рулетки (рулетки без погрешности между собой, допустимое отклонение 2-3 мм. на 10 м. по размерной шкале) и кладутся нулевой отметкой к каждой из точек О1 и О2.
Далее просто совмещаем их одинаковыми значениями по мерной шкале (точка Х) и всё, перпендикуляр готов. В данном случае построен равнобедренный треугольник, где его высота делит основание ровно пополам и образует с ним прямой угол.
На практике делается следующим образом: отмечается несколько контрольных точек по двум рулеткам на пересечении делений (к примеру 1 м., 3м. и 7м.). Далее по ним протягивается шнур от точки О, и если прямая совпадает со всеми точками - вы сделали правильно, если не совпадает - то перемеряем заново!
Это настолько быстро делается, что на первый взгляд может показаться неправдоподобно, но поверьте - всё это работает со 100% гарантией!
Проверка прямого угла построенного здания
Все вышеописанные способы так же применимы и к уже стоящим зданиям. Они используются как проверка за строителями, а так же в случаях, если требуется заливать фундамент по периметру старого дома и/или ровно облицевать ветхий домик каким-либо материалом.
Всё одинаково, главное вынести размеры за пределы строения, так как внутри - работы уже не реальны.
Используя бечевку, протягиваем ее параллельно стенам и закрепляем колышками. После чего снимаем замер.
При геометрическом построении, пересечение дуг будет не по стене, как выше описывалось, а по "невидимому продолжению стены" (на рисунке обозначено точкой Х). То же самое и с двумя рулетками.
При необходимости, все способы свободно комбинируются или взаимозаменяются.
На этом всё, спасибо Вам за уделенное внимание!
Данная статья относится к разметке фундаментов и к построению обноски/выноса осей дома непосредственно перед выемкой грунта.
По сути, соблюдение прямых углов фундамента - это одно из самых важных требований к конструкции, так как от этого напрямую зависит качество работ по сооружению стен и кровли. Отклонение угла на несколько градусов влечет смещение стен относительно фундамента, как представлено на иллюстрации ниже:
Из-за малейшей ошибки, начинаются проблемы с облицовкой цоколя и что немаловажно, ухудшаются эксплуатационные характеристики дома.
Увы, но таких ситуаций море и они берут свое начало из неправильной разметки.
Сегодня, я хотел бы рассказать о двух быстрых способах построения прямых углов на местности без лишних вычислений. Для первого способа нужны две рулетки, для второго - только веревка.
Как вы знаете, построить прямой угол можно:
а) прибегая к вычислениям, т.е. математическим способом. Производя вычисления по теореме Пифагора мы можем отложить полученные значения и получить прямой угол (частный случай - египетский треугольник 3-4-5).
б) геометрическим способом
И, в данной статье я приведу способы геометрического построения без каких-либо вычислений.
Разметка фундамента всегда начинается с привязки одной из его сторон к фасаду или к меже по соседскому забору сбоку. Таким образом, натянув бечевку параллельно забору, у нас уже появляется одна сторона фундамента с которой нам и предстоит работать.
Итак, способ № 1: две рулетки
Отметив угол дома (точка О) на первой стороне дома (прямая АВ), нам нужно отложить две точки, равноудаленные от точки О. После чего, зафиксировать концы двух рулеток на полученных точках и совместить полотна так, чтобы две шкалы пересекались на одном и том же значении.
Прямая, проходящая через точку О и точку пересечения полотен рулеток Х будет перпендикулярна прямой АВ, тем самым мы получили прямой угол между АВ и ОХ, где О - внешний угол фундамента.
Способ №2: веревка
Данный способ похож на первый, только здесь нужна одна веревка. Нам требуется так же отложить от точки О две равноудаленные точки и установить в каждую из них по колышку.
На концах веревки вяжутся петельки (рис.1), которые продеваются в один колышек. Натянув веревку, получаем её центр и отмечаем его (рис.2).
Теперь, накидываем петли на соответствующие колья и натягиваем веревку (рис.3)
Всё. Точка Х, как и в случае с рулетками, образует с точкой О перпендикуляр по отношению к прямой АВ.
Как видите, построение очень простое и что немаловажно - быстрое и точное. Основывается оно на свойстве равнобедренных треугольников, где их высота всегда делит основание на два равных отрезка.
Сегодня на строительном рынке измерительные инструменты представлены в широком ассортименте от линейки до лазерных установок. Рассмотрим способы, как найти угол 90 градусов с помощью рулетки без дополнительных приспособлений кроме калькулятора и карандаша. Ознакомимся с тремя способами, которые позволяют решить задачу без допущения погрешностей. Читайте до конца и Вы узнаете, как можно по тем же методикам выстроить угол в 45 или 30 градусов.
Прямой угол в интерьере
В большинстве своем помещения представлены 4 стенами, полом и потолком. Здесь практически все смежные углы должны быть равны 90 градусам, если важна строгая геометрия. Однако, как правило, выводятся они только в двух случаях: под мебель и ванну. Если это момент упустить, то визуально искривления будут бросаться в глаза.
Способы определения разворота
Раньше распространенным решением как вывести угол 90 градусов, например, на фундаменте был обычный строительный уголок. Главное, чтобы он был проверен и соответствовал 90 градусам. Сегодня профессионалы для упрощения процесса и ускорения монтажных работ пользуются лазерными уровнями. Третий вариант – применение обычной измерительной рулетки.
Теорема Пифагора
С этой доказанной теоремой знаком каждый, кто учился в школе. Она применима только к треугольникам, в котором один из углов обязательно прямой. Прилегающие к нему стороны – катеты a и b, соединительный отрезок – гипотенуза (с). Формула выглядит так: a²+b²=c².
Удобство использования такого способа как найти прямой угол при строительстве в том, что наносить разметку можно в любом по площади помещении. Здесь даже допустимо наличие посторонних предметов. Главное, чтобы был доступ к углу и стенам, можно было свободно протянуть соединительную гипотенузу. Дополнительно понадобится только калькулятор, чтобы быстро произвести нужные вычисления.
Египетский треугольник
Золотой или Египетский треугольник – это фигура с прямым углом, у которой стороны равны 3, 4 и 5 частям. Удобство здесь заключается в том, что не нужно возводить параметры в квадратную степень и извлекать корни. Достаточно принять за часть ту или иную условную единицу. Это может быть как 1 см, так и 10 метров, что особенно удобно для решения как вывести угол 90 градусов на стенах из штукатурки.
Если имеются сомнения в справедливости утверждения про угол в 90 градусов, то можно его проверить с помощью теоремы Пифагора: 3*3+4*4= 5*5 или 9+16=25. Остается только начать применять эту методику на практике.
Равнобедренный треугольник
Здесь рассматривается для удобства формирования угла 90 градусов с помощью рулетки фигура с двумя сторонами, которые равны 100 см. Если между ними прямой разворот, то длина основы составит 141,4 см. Актуален такой подход в строительстве потому, что при увеличении метровых ориентиров в 2, 3 и более раз разница между размерами соединительного отрезка будет идентичной. То есть в прямоугольном равнобедренном треугольнике справедливы такие равенства:
- a и b равны 100*2=200 см – c=141,4*2=282,8 см;
- a и b равны 100*5=500 см – с= 141,4*5=707 см;
- a и b равны 100*2,2= 220 см – с=141,4*2,2=311,08 см.
Если проверить эти утверждения, то гипотенуза или основа равнобедренного треугольника с верхним прямым углом будет при округлении действительно равна 141,4 (141,421356…). С одной стороны – это простой и верный способ как проверить угол 90 градусов рулеткой по нанесенной разметке. Достаточно отмерять метровые участки и сделать только одно умножение 141,4 на число метров. Один только недостаток здесь все же есть. Если в квартире или доме погрешность будет несущественной из-за малых габаритов, то на крупных объектах отклонение из-за неточной гипотенузы может стать заметным.
Углы в 30 и 45 градусов
Выбрав один из способов как вычислить угол 90 градусов рулеткой несложно будет сформировать три варианта острых углов. 45 градусов получается, если это равнобедренный треугольник. Для 30 градусов нужно протянуть гипотенузу, которая будет равна двум коротким катетам. Здесь между ними тогда остается угол в 60 градусов.
Видео описание
В этом видео мастер делится опытом выведения прямых углов с помощью теоремы Пифагора и Египетского треугольника:
Коротко главном
В интерьере часто приходится выводить прямые углы под мебель или сантехническое оборудование.
С помощью рулетки можно проверить разворот в 90 градусов тремя способами: стороны равны 3/4/5 частей, если между метровыми стенками соединительный отрезок составляет 141,4 см, применяя теорему Пифагора.
Также рулетки достаточно для формирования трех углов в 30, 45 и 60 градусов.
Дополнительно может понадобиться только калькулятор и карандаш для нанесения разметки.
Крыши зданий и сооружений делятся на две категории: плоские и наклонные. В этой статье будет разбираться со второй позицией, а точнее, с углом наклона крыши: какие характеристики влияют на данный параметр, какие кровельные материалы под каким углом кровли укладываются, в каких единицах изменяется угол наклона скатов. Разобравшись в полученной информации, Вы легко сможете контролировать правильность сооружения крыши вашего дома.
Единицы измерения угла ската
Из школьного курса геометрии все знают, что величина любого угла измеряется в градусах. Уклон кровли в этом случае – не исключение. Но необходимо обозначить, что в технической литературе, в ГОСТах и справочниках встречают и другие единицы измерения. А именно: проценты и отношения сторон.
В первую очередь надо обозначить, что подразумевают под углом ската крыши. На фото ниже он обозначен латинской буквой альфа.
В строительной сфере крыши с углом наклона выше 50° встречаются редко. К ним можно отнести башенки в готическом стиле или нижние скаты мансардных кровель. В основном максимальный параметр – 45°.
Что касается двух других единиц измерения, то отношение сторон – это так называемая упрощенная дробь. В ее основе лежат два размера: высота крыши, на фото она обозначена буквой «Н», и проекцией ската, обозначенная буквой «L». Соотношение должно быть таким: Н/L.
Добавим, что проекция длины ската – это, по сути, половина ширины дома, если крыша двускатная симметричная, или полная ширина, если крыша односкатная. При этом угол наклона так и пишется дробью, к примеру, 1:3.
В некоторых конструкций обозначение дробью неудобно. К примеру, если она выглядит вот так: 4:13. Поэтому используют процентное исчисление. Оно рассчитывается таким образом:
4:13х100=30,77%
Уклон кровли в процентах и градусах используется профессиональными строителями чаще, чем отношение сторон, потому что такое обозначение применяется в справочниках и технической литературе. То есть это чисто технические единицы измерения. Хотя перевести из одной единицы измерения в другую не сложно. На фото ниже показан перевод из градусов и отношении я сторон и наоборот.
Если есть необходимость перевести градусы в проценты, то, исходя из рисунка выше, можно сделать несколько математических выкладок. За 100% берется угол, равный 45°. Теперь можно найти, сколько градусов в одном проценте. Для этого надо:
45/100=0,45°. Переводим в минуты, получается 27’. То есть 1% – это 27 градусных минут.
Можно подойти к решению поставленной задачи с обратной стороны. То есть перевести градусы в проценты. Здесь обратное соотношение:
100/45=2,22%
Получается так, что в одном градусе 2,22%.
Зависимость угла наклона ската и типа кровельного материала
Вышу уже говорилось о двух разновидностях кровель: плоские и наклонные. Но надо отметить, что у плоских кровель тоже есть свой угол, который варьируется в диапазоне 0-5°. Скатные крыши делятся на две подгруппы (деление условное):
- с небольшим уклоном – от 6 до 30°;
- с крутым уклоном – больше 30°.
У каждого вида кровельных конструкций есть свои преимущества и недостатки. К примеру, плоские – это небольшая площадь покрытия, что позволяет сэкономить на кровельном материале (его количестве). Но при этом такая конструкция потребует проведения усиленной гидроизоляции. Крутые скаты – это беспроблемное схождение атмосферных осадков, но высокая парусность конструкции, что потребует от ее сооружения усиления стропильной системы.
Учитывая это, необходимо строго подходить к выбору кровельного материала. Их производители обязательно информируют потребителей, при каком минимальном уклоне кровли их можно использовать. На фото ниже показана диаграмма распределения кровельных материалов по углам скатов.
Как видно из диаграммы, на плоских крышах обычно используют рулонные материалы в виде рубероида или толи. Хотя нет никаких противопоказания применения листовых или плитных изделий: шифер, профнастил, листовое железо, собираемое фальцовым способом. А вот штучный кровельный материал лучше на крышах крутизною меньше 15° не использовать. Есть высокая вероятность проникновения воды через стыки элементов покрытия.
Конструктивные особенности крыши в зависимости от угла наклона
Если в проекте дан уклон крыши, то рассчитать ее высоту не составит труда. А этот параметр – один из самых важных, потому что он определяет высоту конька. Этот элемент кровельной конструкции – точка отправления в сооружении крыши в целом. Потому что при строительстве сначала выставляют уровень расположения конька, и уже под него режут пиломатериал: опорные стойки. Отсюда же рассчитывают длину стропильных ног.
Сложность расчета заключается в том, что не все помнят тригонометрию, формулы которой используются для расчетов длин элементов кровельного сооружения. В основе формул лежат тригонометрические функции: синус, косинус, тангенс, катангенс.
К примеру, как определить высоту конька (соответственно и крыши) через синус и тангенс:
sin α = H/S, где «S» – это длина ската. Соответственно высота конька будет равна: Н=S x sin α.
tg α = H / L , то есть Н= l x tg α
Точно также можно определить длину ската, или, зная оба параметра, можно рассчитать угол наклона крыши. Все параметры конструкции взаимосвязаны, так что, зная два из них, можно определить третий.
Кстати, определяя параметры крыши, можно обойтись и без угла наклона. Для этого используется формула Пифагора. Вот ее формула:
S 2 = H 2 + L 2
Меняя местами значения, находится необходимая величина.
У Вас может возникнуть вопрос, связанный со значением величин тригонометрических функций. Они в свободном доступе есть, но чтобы Вы их не искали на просторах интернета и не тратили свое время, предлагаем таблицу:
Добавим, что тригонометрические функции упрощают проведения расчетов кровельных конструкций. Если правильно ими пользоваться и уметь набрасывать на бумаге эскизы крыш (имея воображение в плане конструктивного расположения ее элементов), то можно легко рассчитать размеры каждого элемента.
Это касается не только одно- или двускатных сооружений. Также легко можно будет рассчитать и элементы вальмовых или мансардных крыш. Просто придется разбить их сложные конструкции на простые.
Влияние угла наклона на объем помещения мансарды
Если дом возводится с мансардой, то угол наклона скатов приобретает прикладное значение. И здесь соотношение прямое, то есть чем больше угол, тем больше объем мансарды. Чтобы было понятно, на фото ниже это хорошо видно.
Приведем пример, основанный на верхнем рисунке. Здесь четко видно, что высота помещения зависит от параметров наклона крыши. При этом надо учитывать, что оптимальная высота не должна быть меньше 2,5 м. А значит, угол наклона скатов мансарды минимально должна быть 25°. Но обратите внимание, что при таком расположении элементов кровли не учтен объем помещения. То есть ширина комнаты не будет больше 3 м. Это притом, что ширина дома – 10 м. Получается, что используется всего лишь 30% от пространства.
А значит, надо увеличивать значение угла. И чем больше он, тем больше полезная площадь мансарды. Но здесь есть обратная сторона медали. Увеличивая угол, увеличивается высота конька. А это расходы стройматериалов на возведение крыши, плюс увеличение парусности конструкции. Поэтому очень важно найти золотую середину. К примеру, 40° практически решают все проблемы.
Чтобы отойти от этих проблем раз и навсегда, строители давно применяют совершенно другую конструкцию. Она сложна и в сооружении, и в проведении расчетов, но этот вариант решает проблему полезной площади помещения, не увеличивая высоту крыши.
Видео описание
Расчет высоты конька и угла наклона крыши:
Заключение по теме
Проведение расчетов кровельной конструкции – прерогатива специалистов. Потому что правильный расчет, того же угла наклона, это надежность крыши в целом. Но ориентироваться в некоторых технических понятиях будет полезно и владельцам строящихся домов.
Соавтор(ы): Mark Spelman. Марк Спелман — генеральный подрядчик из Остина, Техас. Имеет более 30 лет опыта в строительстве, специализируется на внутренних строительных работах, управлении проектами и оценке проектов. Профессионально занимается строительством с 1987 года.
Одна из проблем при построении угла или треугольника – сделать угол прямым. Конечно, угол не обязательно должен быть идеально прямым, но при проектировании нужно постараться сделать так, чтобы максимально приблизить угол к значению 90 градусов. Если не получится, есть вероятность, что ковровое покрытие будет положено неровно относительно какой-либо стены. Метод 3-4-5 полезен для небольших строительных проектов, чтобы все покрытия были ровными и совпадали друг с другом, как и планировалось.
- Правило 3-4-5 очень удобно проверить благодаря целым числам. Итак, опираясь на математические расчеты: 3 2 + 4 2 = 9 + 16 = 25 = 5 2 .
Отмерьте четыре метра (или длину со значением, которое кратно четырем) на другой стороне. То же самое, если у вас получится сделать треугольник, то угол между этими двумя сторонами будет равен 90 градусам. Снова пометьте отмеренный участок точкой.
Читайте также: