Угол наклона крыши вальмовой для 3 группы снеговые нагрузки

Обновлено: 29.04.2024

Вальмовые крыши пользуются большой популярностью у застройщиков частных домостроений.

Архитектурная конструкция выгодно отличается от других видов кровель.

Высота кровли влияет на способность кровли эффективно избавляться от дождевых и снежных осадков. Величина параметра важна при устройстве мансардного этажа.

Необходимость определения

Вертикальное расстояние между перекрытием верхнего этажа и коньковым прогоном существенно влияет на стоимость возведения вальмовой крыши. Чем оно больше, тем длинней накосные и рядовые стропильные ноги и нарожники.

Одновременно с удлинением стропил увеличивается площадь кровли, которой потребуется большее количество материала покрытия.

Чтобы сбалансировать затраты на строительство с получением нужного объёма чердачного пространства, необходимо произвести точный расчёт.

Это позволит найти оптимальный вертикальный размер вальмовой крыши.

От чего зависит?

Основные факторы, влияющие на расстояние до конька:

Вид стропильной системы.
Атмосферные явления и высота.
Наличие чердака или мансарды.
Тип кровли.

Вид стропильной системы

Вальмовые стропильные каркасы подразделяются на три основных вида:

Такие конструкции кровли часто используются для садовых беседок и других квадратных в плане построек.

Как правило, вертикаль вальмовой кровли равна длине балки мауэрлата одной из вальм. Это видно из геометрических построений накосных стропил и мауэрлата, где угол наклона скатов равен 450.

Если при пролёте 6 метров угол наклона стропил жёстко привязан к нормативной снеговой нагрузке, а соответственно от этого зависит вертикальный размер крыши, то при пролёте 12 метров и более возможны другие варианты.

В таких случаях в строение каркаса вводятся дополнительные усиливающие элементы в виде стоек, раскосов и шпренгелей.

Вспомогательные усиливающие элементы увеличивает несущую способность кровли. А это в свою очередь позволяет делать крышу несколько меньше расчётного параметра по СНиПу 2.01.07-85.

Вертикаль вальмовой крыши влияет на стоимость её возведения. Чем меньше вертикаль, тем меньше требуется материалов, а соответственно и финансовых затрат.

О других разновидностях вальмовых крыш читайте в этой статье.

Атмосферные явления

Основное предназначение крыши – защита жилого пространства дома от негативных воздействий окружающей среды. Это сезонная смена температур, агрессивное солнечное излучение (ультрафиолет), осадки в виде дождя, града, снега и сильные ветра, порой разрушительной силы.

Высота вальмовой кровли должна прежде всего способствовать эффективному удалению с поверхности кровли дождевой воды и снеговых накоплений. Чем выше кровля, тем быстрей уходят с неё вниз атмосферные осадки.

Однако в этом есть своя отрицательная сторона. Высокая кровля обладает повышенной парусностью, что ослабляет стропильный каркас в противостоянии сильному ветру.

На стадии проектирования нужно стремиться найти «золотую середину».

Угол наклона скатов крыши нужно определять по табличному значению снеговой нагрузки (СНиП 2.01.07-85), а сам дом или строение ориентировать так, чтобы ось конькового прогона была обращены в сторону наиболее преобладающих мощных воздушных потоков в соответствии с местной розой ветров.

Наличие чердака или мансарды

Подстропильное пространство вальмовой крыши может быть нежилым и представлять собой холодный (неотапливаемый) чердак. Однако в большинстве случаев застройщики стремятся использовать данное пространство в качестве мансарды, то есть жилого помещения.

Согласно нормативной документации, высота чердака не должна быть меньше 1,5 м. Это нужно для того, чтобы обеспечить необходимый воздушный зазор между кровлей и перекрытием дома для оптимальной теплоизоляции жилья.

При устройстве мансардного этажа расстояние от пола до потолка должно быть не менее 2,3 метра. Причём потолком является перекрытие под коньковым прогоном.

Учитывая особенности определения высоты чердака или мансарды, рассчитывают окончательную высоту вальмовой кровли.

Тип кровли

На стропильный каркас укладывают разный кровельный материал – это может быть мягкая или фальцевая кровля, металлочерепица или профнастил, а также ондулин.

Производители кровельных материалов в сопроводительной технической документации обычно указывают рекомендуемые углы наклона скатов кровли для определённого вида кровельного покрытия.

Ниже приводится таблица с такими параметрами, которые учитываются при расчёте высоты вальмовой крыши.

Вид кровельного материала	Минимальный угол уклона скатов крыши, град.
Битумная черепица	12
Металлочерепица	14
Профнастил	12
Ондулин	15
Керамическая черепица	22

Расстояние до конька по отношению к параметрами дома

Для формирования гармоничных пропорций между габаритами корпуса здания и его крышей пользуются двумя методиками. Это соотношения высоты кровли к ширине дома и высоте его стен.

С шириной

Принимают во внимание длину фасадной стены под вальмовым скатом. Расчёт расстояние до конька производят по следующему алгоритму:

по таблицам СНиП 2.01.07-85 с привязкой по карте к месту строительства определяют снеговую нагрузку и далее угол наклона кровли;
расстояние между внешними стенами со стороны вальмы делят на 2;
по таблице Брадиса находят числовое значение тангенса угла наклона;
произведение этих двух величин будет соответствовать высоте вальмовой крыши.

Со стенами

Соразмерность величины крыши с самим домом по вертикали можно отнести к визуальной гармонии этих частей здания в общем восприятии всего строения. Здесь важно учитывать эстетические нормы архитектурных пропорций деталей фасадов здания.

Например, чересчур высокая кровля будет нависать над фасадом дома, а маленькая по высоте крыша будет несуразно смотреться над подавляющим своей величиной фасадом строения. Идеальным соотношением высоты вальмовой кровли к высоте стен дома будет пропорция 1:1,5.

Вышеуказанная пропорция не является догмой.

В каждом конкретном случае возведения вальмовой крыши окончательное решение высоты конька остаётся за архитектором проекта.

Порядок расчета

Принимая во внимание всё вышеизложенное, можно подытожить, какие параметры необходимы для расчёта вертикального размера конькового прогона:

Прежде всего, выбирают форму крыши: шатровую, классическую вальмовую или полувальмовую кровлю.
Затем определяют угол наклона наслонных и рядовых стропил.
Учитывая длину пролёта перекрытия, вычисляют высоту конька.
В формулу подставляют реальные значения тангенса угла наклона скатов крыши и длины пролёта дома.
Вычисляют искомый параметр.
Далее, умножая высоту конька на синус угла наклона, вычисляют длину стропильных ног.

Оптимальный угол наклона скатов корректируют только в большую сторону. В противном случае это может привести к провалам в кровле и разрушению стропильного каркаса.

Заключение

На строительстве небольших объектов приусадебного назначения определить высоту вальмовой крыши можно вполне самостоятельно.

При проектировании жилого дома к расчёту высоты кровли нужно подходить с большой осторожностью. В этом случае будет полезен совет профессионального строителя.

Стропильная система вальмовой крыши относится к сложным в расчете и проектировании конструкциям.

При правильном подходе этот этап всегда доверяется специалистам.

При отсутствии такой возможности работы ведутся поэтапно, с выбором оптимального варианта после уточнения нагрузок.

Основа и параметры для подсчетов

Расчет вальмовой кровли выполняется на этапе проектирования дома и начинается со сбора нагрузок и размерных характеристик несущих конструкций.

Основными данными служат:

Толщина, размеры и другие особенности несущих стен и перегородок.
Величина ветровых и снеговых нагрузок, общее количество выпадаемых осадков на участке.
Ориентировочный тип наружного покрытия и вес кровельного пирога.

Данные параметры оказывают прямое влияние на оптимальный уклон скатов вальмовой кровли, и как следствие – на ее высоту и площадь.

Что нужно учитывать?

Помимо выше перечисленного при расчете учитывается:

Тип конструкции. Может быть висячий или наслонный. В свою очередь он зависит от возможности размещения лежня и дополнительных вертикальных опор (оптимальное решение) и несущих способностей материала стен.
Потребность в использовании подкровельного пространства в качестве жилого. Каркасы, закрывающие жилые мансарды укрепляют по нестандартным схемам (с заменой подкосов на ригели и шпренгельные фермы) или расширяют путем установки двух коньковых прогонов вместо одного.
Наличие или отсутствие утепляющей прослойки. Это учитывается при выборе ширине стропильных ног и способа вентиляции кровли.

Цель расчета – получение максимально точного проекта каркаса и пирога крыши, оптимального по цене, долговечности и привлекательности.

Основные распорные нагрузки в таких конструкциях приходятся на мауэрлат, весовые – на вертикальные опоры и диагональные стропила.

Все остальные элементы размещают максимально равномерно, вне зависимости от габаритов и назначения вальмовая крыша всегда укрепляется.

Как рассчитать?

Работы начинаются со сбора и уточнения данных. Затем составляется первичный чертеж каркаса и уточняются дополнительные требования.

После этих действий с помощью тригонометрических формул последовательно высчитываются все размерные характеристики.

Начинать следует с основных несущих элементов, а заканчивать — укрепляющими.

Выбор угла наклона ската

Уклон скатов выбирается после сбора и учета всех факторов влияния, включая ветровую и снеговую нагрузку, допустимый угол укладки кровельных покрытий, потребность в использовании внутреннего пространства и других факторов (сметы строительства, соображений дизайна, наличия или отсутствия пристроек).

При этом влияние снеговой нагрузки преобладает над остальными. При допустимом нормами диапазоне от 5 до 60 ° в регионах с сильными снегопадами угол скатов рекомендуют поднимать до максимально возможного, т.е. – до 40-60 °.

В остальных случаях вес снега добавляют к весу пирога с учетом региона проживания (усредненная табличная величина) и поправочного коэффициента (уменьшаемого с 1 до 0,33 по мере роста наклона, приравниваемого к 0 при 60 °).

После выбора оптимального значения, угол укладки рядовых стропил и ската в верхней зоне находится по формуле: β=90-α.

Подробнее об определении угла наклона вальмовой кровли читайте здесь.

Определение высоты конька

По формуле ниже определяется высота крыши (она же – расстояние до одиночного конькового прогона или высота вертикальной опорной стойки):

h=(D∙tanα)/2, где D – расстояние между нижними точками боковых трапециевидных скатов, т.е. ширина здания.

В идеале коньковый прогон размещается строго по центру, с одинаковым расстоянием до нижней линии боковых скатов и вальмы (по сути, все рекомендуемые формулы подогнаны именно под этот вариант).

При таком исполнении уклоны скатов максимально совпадают, а нагрузки компенсируют друг друга. Но в ряде случаев торцевые и вальмовые скаты имеют разные уклоны, что обязательно учитывается при расчете стропил и других конструкций.

Длина центральных стропил вальмы

Длина рядовой стропильной ноги находится как сумма квадратов высоты крыши и расстояния от нижней точки крепления вертикальной стойки (или условной точки начала прогона) до мауэрлата.

Для заложения этих конструкций используются доски или брус толщиной от 50 мм, первые предпочтительней при планировании утепления вальмовой крыши. Полученное значение длины нуждается в корректировке, а именно – умножении на поправочный коэф., в свою очередь зависящий от уклона вальмовой крыши (см. табл. ниже)

Размер конькового прогона

Данный параметр получают путем вычитания двух отступов от середины вальмовых скатов до нижней точки крепления вертикальных опор, удерживающих конек или условной оси узла крепления диагональных стропил.

При равном расстоянии края каждого ската lконька=L-D, где L- длина постройки.

Данная величина оказывает прямое влияние на длину лежня (при наличии в каркасе), определяемого как lл=L-D/2. Но этот параметр нуждается в согласовании с внутренним планом дома.

Длина угловых стропил

Эту величину проще всего определить с помощью теоремы Пифагора, как гипотенузу треугольника, образованного центральным рядовым стропилом, половинкой нижней части вальмового ската и самой диагональной ногой.

В простом приближении ее получают, выделив квадратный корень из суммы квадратов катетов. По аналогии с промежуточными стропилами полученную величину умножают на поправочный коэффициент.

Найденные значения в точности используются на следующих этапах расчета кровли (определении площади скатов, параметров свеса, выборе укрепляющих узлов), но при расчете пиломатериалов его всегда увеличивают на 5-10%. Игнорирование этого требования приводит к проблемам при стыковке или креплении.

Не менее важное влияние на надежность каркаса оказывает сечение диагональных стропил. По нормам их закладывают из бруса толщиной от 100 мм или из сдвоенных досок от 50 мм.

Второй вариант предпочтителен из-за лучшей выдержки сдвоенных элементов нагрузок на изгиб.

Чрезмерно длинные стропила рекомендуется сращивать в верхней точке с помощью гвоздей, вставок или других методов.

Определение количества и сечения опор

В вальмовом скате закладывается по одной центральной стропильной ноге, но в боковых их число увеличивается в зависимости от длины вытянутой стороны дома. Как правило, 4 таких элемента размещаются практически вплотную с узлом крепления диагональных ног. Остальные – укладываются с равным шагом от 60 см и выше.

Верхний предел зависит от габаритов вальмовой кровли, ожидаемых нагрузок и сечением пиломатериалов. Специалисты рекомендуют выбирать оптимальный интервал по таблицам, с округлением в меньшую сторону.

Укороченные опоры и нарожники для вальм

Полуноги и вальмовые нарожники рассчитываются после получения размеров остальных стропильных ног и выбора шага их размещения.

Строительные калькуляторы при расчете используют принцип пропорционально уменьшаемых треугольников (длина каждого следующего нарожника уменьшается на величину, пропорциональную удалению от центральной стропильной ноги).

Длина первого укороченного стропила находится по формуле: L1=2/3L;
Длина второго укороченного стропила находится по формуле: L2=1/3L

По аналогии с остальными рядовыми стропилами полученное значение рекомендуют увеличивать на поправочный коэффициент или добавлять к длине ширину отрезка на привязку к мауэрлату.

Все элементы размещают с равномерным шагом, при увеличении числа нарожников формулу корректируют, но сам принцип расчета не меняется.

Карнизный свес

При первичном, ориентировочном расчете площади скатов и определении нагрузки на 1 м 2 крыши длиной карнизных свесов пренебрегают.

Но при детализированном расчете способ их обустройства и размеры всегда определяются заранее с учетом рекомендуемого выступа от стен в диапазоне от 40 до 70 см, не более.

Необходимую величину удлинения стропила находят как отношение отступа от стены до крайней точки карниза к косинусу уклона кровли: ∆=k/cosα.

Единого мнения об оптимальном способе обустройства свесов нет, из-за упомянутого выше ограничения в длине пиломатериалов и упрощения расчета параметров скатов некоторые специалисты рекомендуют формировать их с помощью кобылок.

Такой метод считается более сложным в исполнении и менее надежным. В ряде случаев владельцы отказываются от свесов в принципе или делают их укороченными, чаще всего такое исполнение выбирается при необходимости исключения влияние ветровых нагрузок.

Размеры укрепления

Укрепляющие элементы (подкосы, шпренгели, затяжки) подбираются после уточнения нагрузок и расчета несущего каркаса. Единых формул для них нет, в каждом случае вальмовая крыша усиливается индивидуально.

К обязательным элементам относят подкосы (от 1 шт. при длине диагональной ноги до 7,5 м, от 2 – при длине от 7,5 до 9 м), закрепляемые под углом в 45-53° с упором в верхнюю часть стропилины. При больших габаритах каркас укрепляется дополнительными вертикальными стойками.

Таблица параметров расстояния в зависимости от сечения бруса и сорта древесины

Взаимосвязь между сечением, длиной и оптимальным шагом стропил отражена в таблице:

При этом расстояние между стропильными ногами корректируется с учетом ожидаемых нагрузок и качества используемых пиломатериалов:

Таблица: наклон кровли в зависимости от материала

Как избежать ошибок?

При расчете крыши и материалов на ее возведение избежать ошибок помогают:

Видео на тему

Посмотрите полезное видео о том, как рассчитать стропильную систему вальмовой крыши:

Заключение

В заключение стоит отметить, что приведенные алгоритмы будут актуальны лишь при стандартных габаритах и конфигурации вальмовой кровли.

При необходимости усложнения каркаса (сокращении длины вальмы, вставок небольших вертикальных фронтонов, проектировании систем с двумя коньковыми прогонами, планировании использования внутреннего пространства в качестве жилого) расчет стропил должны выполнять специалисты.

Это же относится к каркасам с висячим способом крепления стропил, не имеющих центральных вертикальных подпорок и оказывающих сильные распорные воздействия на стены.

Вальмовая четырехскатная крыша — одна из самых распространенных для использования в домах, имеющих в плане простой прямоугольник.

К недостаткам чердачной системы такой крыши в большинстве случаев относится малый объем чердака и стесненность, затрудняющая его использование в качестве дополнительного помещения, а также возможность проводить обслуживание стропильной системы.

Поэтому важно правильно рассчитать угол наклона такой кровли, соблюдая как требования к внутренним пропорциям, так и устойчивость к атмосферным воздействиям.

От чего зависит уклон?

Одним из основных параметров вальмовой крыши является угол наклона плоскостей, образующих чердак. В своем классическом виде она состоит из четырех наклонных плоскостей — двух треугольных (которые называются «вальмы») и двух трапецеидальных. Более подробно об устройстве вальмовой кровли мы писали здесь.

Вершины треугольных плоскостей, опирающихся на торцевые (поперечные) стены, соединяются так называемым коньком, к которому с двух сторон параллельно примыкают короткие стороны трапеций, образующих боковые плоскости крыши. Если вальма, начинаясь от конькового бруса, не доходит до карниза, крышу называют полувальмовой.

Уклон четырехскатной кровли проектировщики принимают сообразуясь с:

климатическими условиями местности, в которой возводят строения, к числу которых относят воздействие снеговых, ветровых, дождевых, собственных, эксплуатационных нагрузок;
материалом, выбранным для устройства кровли, часто это бывает металл, искусственные или натуральные кровельные материалы других видов;
другими условиями, изложенными в нормативных документах для кровельных работ, таких как СНиП, СП, инструкции, рекомендации.

Зависимость от типа и назначения строений

Конфигурацию крыши обычно выбирают в зависимости от размеров и назначения строения. Это могут быть вальмовые, шатровые, полувальмовые (когда нижняя грань вальмы не доходит до карниза, а опирается на обрезанную часть фронтона или щипца) и другие виды.

Вальмовые крыши используются в сооружениях самых разнообразных типов, к числу которых относят:

многоэтажные многоквартирные дома;
коттеджи или частные особняки;
садовые домики;
производственные или административные здания;
торгово-развлекательные комплексы;
сельскохозяйственные строения.

Уклон зависит от необходимости обустройства подкровельного пространства. Для жилой мансарды кровлю нужно делать более крутой, для нежилого чердака достаточно малоуклонной.

Ветровая, снеговая, другие виды нагрузок

Значения этих видов воздействий принимаются в соответствии с рекомендациями Строительных Норм и Правил (СНиП 2.01.07-85 в его актуализированной версии от 2016 года — Свод правил СП 20.13330.2016), называемых «Нагрузки и воздействия».

Нормативные документы содержат таблицы, графики для различных климатических регионов бывшего СССР. Имеются в виду максимальные ветровые нагрузки, а также снеговые и дождевые, воздействующие на строительные объекты в зависимости от района строительства.

Так же учитывается устройство организованного (при помощи горизонтальных желобов и вертикальных водосточных труб) или неорганизованного (самотёк) удаления жидких осадков или талого снега с верхней поверхности крыши.

В соответствии с собранными данными рассчитывается деревянная или из стального проката стропильная система вальмовой крыши вместе с рекомендуемыми уклонами.

При проектировании кровли и выборе ее финишного покрытия нужно учитывать:

Чем выше располагается конек (крутая крыша), тем больше ее парусность с воздействием соответствующих ветровых нагрузок и в меньшей степени от воздействия атмосферных осадков — снег и дождь сразу же скатываются с такой крыши, не задерживаясь на ее поверхности.
При пологой крыше — на нее в меньшей степени воздействует ветер, однако снег, может накапливаться и своим весом вызывать существенное силовое воздействие на конструкции дома — стропила, стены, фундаменты, а также во время оттепелей приводить к образованию сосулек.

В местностях с сильными ветрами рекомендуется устраивать вальмовые кровли с наклоном 25-30°, в маловетренных — 30-45°.

Характеристика материала кровли

Финишное покрытие кровли современных строений, где установлены вальмовые крыши, зависит от целей использования, утепленности чердачного помещения и других факторов.

От типа кровельного покрытия зависит в первую очередь уклон вальмовой крыши. Для металлических кровель он может быть более пологим, для кровель другого типа — более крутым. Правильный выбор делается на основе СНиП II-26-76 «Кровли» в его актуализированной версии СП 17.13330.2017, в зависимости от финансовых возможностей заказчика, а также стоящих перед ним целей и задач.

Основные типы кровельных материалов и допустимые уклоны:

Оптимальные значения

Углы наклона кровли, при использовании разных видов финишных покрытий, зависят от рекомендаций изготовителя, а также СП 17.13330.2017 «Кровли».

Выбор этих значений определяется различной степенью герметизации внутренних помещений от атмосферных осадков, ветра и пыли в зависимости от материала кровли.

Использование рулонных битумно-полимерных кровельных материалов в вальмовых крышах допускается только лишь в виде подложек под основное покрытие, придающих дополнительные герметизирующие свойства. Эти материалы раскатываются параллельно карнизу поверх обрешетки с нахлестом смежных полотнищ от 15 до 20 сантиметров.

Также уклон выбирается в зависимости от назначения чердачного помещения. Чем круче крыша, тем меньше свободного пространства остается под кровлей.

Оптимальными значениями для вальмовых крыш считаются уклоны в пределах 20-45°. При этом угол трапециевидных скатов и вальм может отличаться.

Минимальные значения

Минимальный уклон нормативы не рекомендуют делать менее 10° (в этом случае, крыша может уже считаться плоской), даже если это позволяет производитель кровли (в большей степени это относится к металлическим кровельным покрытиям).

В этом случае доступ для обслуживания чердака и стропил с кровлей будет либо невозможен, либо крайне ограничен, также непростым делом будет устранение со стороны чердака аварийных протечек в случае их возникновения.

Минимальный уклон для кровельных покрытий:

Кровля с разными уклонами скатов

Иногда при проектировании с использованием эксклюзивного дизайна, крышу строения с целью оригинальности принимают нарочито перекошенной с искаженным осями симметрии. Таких домов становится все больше, и они действительно выделяются на фоне строений с традиционными геометрическими формами.

Распространенные варианты:

полувальмовая датская;
полувальмовая голландская;
комбинированная — гибрид вальмовой и двухскатной крыш.

При использовании таких покрытий угол наклона наименее крутой плоскости должен быть не менее принятого для стандартной вальмовой крыши с тем или иным видом внешнего покрытия, то есть для металлической 30°, для остальных — не меньше 30°.

Как рассчитать?

Для выбора углов наклона используют все тот же свод правил СП 17.13330.2017 «Кровли». Для расчета несущих элементов стропильной системы и их сечений предназначен СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» в актуализированной редакции СП 64.13330.2017.

Для расчета углов наклона вальмовой кровли лучше всего воспользоваться каким-либо онлайн калькулятором, который легко найти в интернете. В основу расчетов обычно заложен один и тот же математический алгоритм.

Исходными данными для таких калькуляторов являются:

длинная ширина ската (продольная);
короткая (поперечная или торцовая);
длина конька;
высота торцевого треугольника (перпендикуляр, опущенный из верхней точки схода до его основания — короткой ширины ската);
высота трапецеидальных плоскостей — длина линии, перпендикулярной коньку и длинной (продольной) ширине ската;
размер вылета крыши (величина, на которую периметр крыши в горизонтальной проекции превышает размеры периметра плана дома).

Рассчитать вальмовую систему можно и вручную, используя построения и формулы, из школьных учебников по геометрии и тригонометрии, с использованием тех же исходных данных, что и для автоматического расчета.

На выходе должны получиться размеры треугольников и трапеций, а также определена высота конька над чердачным перекрытием. Нужно лишь следить за тем, чтобы размеры наклонных сторон (бедер) трапеции совпадали с размерами наклонных сторон треугольников (вальм), а все вместе они сходились в коньке на одинаковой отметке.

Только в этом случае образуются одинаковые углы наклона внутрь чердака отдельных плоскостей вальмовой крыши от карниза здания относительно вертикалей ограждающих стеновых конструкций.

Расчет геометрической конфигурации, размеров, углов наклона вальмовой крыши автоматически не влечет расчета ее несущей способности.

Несоблюдение рекомендаций и последствия

При несоответствии реальных уклонов и соответствующего материала кровельного покрытия, а также ошибках и несоблюдении рекомендаций производителей кровли и проектировщиков, в чердачные подкрышные помещения могут попадать атмосферная влага, пыль, споры сорных растений, грибка, плесени, личинки древоядных насекомых.

Слишком большая крутизна (угол наклона), высота покрытия и его парусность потребует увеличения сечения элементов стропильной системы вальмовой крыши.

В пологих кровлях может происходить замачивание обрешетки, нижерасположенных конструкций и, как следствие, развитие коррозионных процессов, а также биологического загрязнения и ослабления несущей способности деревянной стропильной системы вследствие ее гниения и поражения грибком.

Заключение

От величины угла вальмовой кровли напрямую зависит, можно ли будет использовать подкровельное пространство. Именно уклон определяет, будет ли кровля эксплуатируемой или неэксплуатирумой.

Кроме того, угол влияет на площадь крыши, а значит и на стоимость строительства. Напрямую зависит от уклона и нагрузка на стропильную систему. Поэтому при проектировании важно найти оптимальную величину.

Вес снега в зимний период создает значительную нагрузку на стропильную систему крыши, а через нее – на фундамент здания. Расчет снеговой нагрузки на кровлю необходим как для определения параметров конструкции крыши, так и при проектировании основания, где важным значением является полный вес дома. В этой статье рассматриваются методики определения веса снежного покрова на крыше дома, определяется, какую угрозу он несет людям и конструкциям жилища. Информация будет полезна всем людям, проживающим в регионах со снежными и длительными зимами, планирующим строить частный дом.

Типы нагрузок на кровлю

Основными нагрузками, воздействующими на кровлю, являются:

Они имеют разную степень и характер воздействия на кровлю и стропильную систему в целом. Снеговая нагрузка более статична, все изменения происходят относительно медленно и плавно. Исключением может быть только лавинообразный сход больших сугробов, характерный для современных видов металлических кровельных покрытий. Кроме того, снег лежит в течение нескольких месяцев, в летнее время нагрузки отсутствуют.

Для ветра время года значения не имеет, он способен подниматься и зимой, и летом. Ветер опасен своей непредсказуемостью, его невозможно предвидеть и как-то подготовиться. Чаще всего, сильные ветра длятся недолго, но последствия бывают весьма плачевными. При этом, сильные порывы, создающие заметное давление на конструкции дома, случаются относительно редко.

В большинстве случаев ветровая нагрузка минимальна и не имеет постоянного значения. Эпизодический характер и неравномерность ветровых проявлений создают существенные сложности при определении реальной нагрузки на конструкции дома, поэтому принято учитывать максимальные табличные величины для данного региона.

Зависимость нагрузок от угла наклона крыши

Снеговая и ветровая нагрузки имеют обратную зависимость от угла наклона крыши. Ветер направлен параллельно поверхности земли, для него являются помехой любые вертикальные объекты. Снег ложится на плоскость и давит на нее в направлении сверху-вниз. Поэтому, чем круче угол наклона скатов крыши, тем значительнее ветровые нагрузки и, наоборот, слабее давление снежных сугробов. Поэтому для снижения ветровых нагрузок надо уменьшать угол наклона, а для снижения нагрузок снеговых – увеличивать.

Такое несоответствие требует от проектировщика точного знания о величине снегового покрова и силе преобладающих в регионе ветров, возможности и частоте шквалистых порывов. Иначе можно получить чрезмерно крутую кровлю, образующую сильный парус, или слишком плоскую, не позволяющую снегу скатываться вниз по наклонной плоскости.

Чем опасны снеговые нагрузки

Высокие снеговые нагрузки опасны по нескольким позициям:

Создание чрезмерного давления на стропильную систему, вызывающего прогиб, провисание покрытия или разрушение несущих элементов крыши.
Появление дополнительной нагрузки на стены дома, а через них – на фундамент.
Большой вес снега опасен при внезапном сходе сугробов с крыши, так как могут пострадать оказавшиеся внизу люди, автомобили или иное имущество.

Кроме того, большое количество снега при повышении температуры начинает подтаивать, образуя на поверхности кровли слой льда. Он плотный и тяжелый, хорошо удерживается на поверхности, постепенно увеличивая свою толщину. Во время оттепелей этот лед скатывается вниз и причиняет сильный ущерб всем предметам, на которые упадет. Необходимо помнить, что относительно тонкий слой льда в 5 см на поверхности ската площадью 20 м 2 весит около тонны.

Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю показывает величину воздействия снега на горизонтальную плоскость. Угол наклона скатов учитывается специальными коэффициентами. Считается, что при наклоне более 75° снеговая нагрузка отсутствует, хотя на практике случается налипание мокрого снега и на вертикальные плоскости. В этом таится еще одна опасность, когда конструкции дома оказываются неподготовленными для приема значительного давления.

Особенности распределения снеговой нагрузки на поверхности крыши

Снеговая нагрузка распределяется на поверхности кровли по-разному, равномерно по всей площади, или с заметным перекосом в подветренную сторону. Иногда на склонах нарастают огромные свисающие пласты, которые создают соответствующее давление на карнизную часть кровли.

Такие перекосы способны деформировать или разрушить конструкции стропил, создать значительное давление на фундамент. Необходимо понимать, что и равномерная нагрузка от веса снега воздействует на конструкции дома крайне неблагоприятным образом. Существуют регионы, где толщина снежного покрова превышает 2 м. В таких условиях крайне важно принимать правильные углы наклона скатов, чтобы снеговые массы могли скатываться с них, не достигая чрезмерной толщины и не создавая непосильной нагрузки для опорных конструкций.

Определение давления снега на кровлю по СНиП

При появлении необходимости определить, какая нагрузка от снега на крышу существует в данном регионе, сразу возникает масса вопросов. Прежде всего, каким образом можно узнать величину снежного покрова? Прямое измерение линейкой полезной информации не даст – каждая зима имеет свои особенности, бывают малоснежные сезоны, когда уровень осадков меньше обычного.

Величина снегового воздействия может быть определена с помощью приложений СНиП. Существует карта РФ, в которой очерчены и пронумерованы все регионы, имеющие одинаковую величину снежного покрова. Рассмотрим актуальную на сегодня редакцию этого приложения:

Для определения снегового давления на кровлю надо отыскать интересующую точку на карте и выяснить, к какому снеговому району она принадлежит. Затем используем таблицу:

Если площадь крыши известна, то определить вес снега не составит труда – надо просто разделить ее на табличное значение для данного региона. Но полученное значение показывает нагрузку на горизонтальную плоскость. Для учета угла наклона используется поправочный коэффициент. Он найден опытным путем и имеет следующие значения:

При угле наклона до 25° – 1.
При угле наклона от 25 до 60° – 0,7.
При угле наклона более 75° – 0.

Нулевое значение поправочного коэффициента принято потому, что считается, что такой наклон обеспечивает самостоятельный сход снега со скатов, и давление отсутствует. Для таких крыш нередко используют снегозадержатели, препятствующие слишком массированному сходу снега.

Расчет снеговой нагрузки онлайн калькулятор

Для расчета веса снега на крыше существует еще один способ. Это – применение онлайн-калькулятора, специализированного ресурса, автоматически выполняющего расчеты по исходным данным пользователя. Споры о пользе онлайн-калькуляторов ведутся с самого первого дня их появления. Большинство пользователей убеждено, что, при необходимости выполнить качественный расчет снеговой нагрузки на кровлю, калькулятор бесполезен.

Полагаться на неизвестный алгоритм в таком ответственном вопросе опасно. Сторонники использования этих ресурсов утверждают, что критерием качества работы подобных ресурсов может служить дублирование расчета на других калькуляторах. Сложно сказать определенно, кто из них прав. Однако, учитывая относительную простоту самостоятельного расчета, гораздо правильнее совершить эти несколько арифметических действий самостоятельно.

Расчёт снеговой нагрузки на крышу в Московской области

В качестве примера рассмотрим, как рассчитывается снеговая нагрузка на кровлю в Московской области. Исходные данные:

Дом с двумя скатами, общая площадь кровли 64 м 2 .
Угол наклона скатов составляет 36°.

По карте снеговых районов определяем, к какому из них принадлежит Московская область. Это 3 район. По таблице получаем удельную величину нагрузки, равную 180 мг/м 2 .

64 × 180 = 11520 кг.

Полученное значение надо умножить на коэффициент уклона. В рассматриваемом случае он равен 0,7. Тогда получаем:

11520 × 0,7 = 8064 кг.

Вес снега будет составлять 8т и 64 кг. Как можно видеть, никакой сложности этот расчет не представляет, требуется выполнить буквально 2 действия.

Видео описание

В видеоуроке проводится ликбез по предмету сопромат. В доступной форме излагается материал для расчета конструкций дома с учетом снеговой нагрузки:

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость кровли различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

В заключение

Следует еще раз напомнить о важности и ответственности подобных расчетов. Они понадобятся в нескольких ситуациях, будут влиять на несущую способность фундамента и стропил. Забывать или пренебрегать величиной снеговой нагрузки не следует – только что рассматриваемый расчет показал, что на кровле небольшого дома в относительно малоснежной Московской области лежит 8 т снега. Если количество осадков в регионе больше, как и площадь крыши, воздействие будет гораздо интенсивнее, что может привести к разрушению. Рисковать нет смысла, лучше выполнить все необходимые расчеты вовремя.

Достаточно популярной разновидностью крыши является вальмовая. Относят эту разновидность к четырехскатным конструкциям.

Конструкция крыши весьма надежна и позволяет сооружать под крышей жилое помещение.

Однако, при проектировании необходимо учитывать массу различных параметров, ведь возведение вальмовой крыши – непростой процесс. Расчеты, которые требуются в процессе проектирования, должны быть точными, иначе это сулит сооружением непрочной конструкции.

В данной статье вы узнаете как проводится расчет вальмовой крыши + онлайн калькулятор с чертежами и фото.

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

Центральные стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и конька.
Вальмовые стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропилам.
Угловые стропила. Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Как рассчитать площадь четырехскатной крыши?

Схематично представить вальмовый тип крыши можно одним прямоугольником, который является основанием, двумя трапециями – грани конструкции и двумя равнобедренными треугольниками.

Отталкиваясь от такого представления конструкции, можно расчеты провести легко и без ошибок.

У любой крыши в процессе проектирования прежде всего определяется угол наклона.

Такой параметр выбирается на основании ряда факторов и является значением, от которого производят все остальные расчеты.

Алгоритм расчета площади конструкции:

Первая формула, которая понадобиться в расчетах – это h = b / 2 * tanA. В данной формуле b – это ширина здания, A – это угол наклона ската, h – высота конька. Пользуясь таблицей тангенсов, узнается значение данного угла и проводится расчет.
Используя значение косинуса этого же угла ската узнается длина угловых стропил. Формула для расчетов с = b / 2 * cosA, обозначения аналогичны.
Для того, чтобы узнать значение длины вальмовых стропил, нужно вычислить квадратный корень из следующей формулы: d = h 2 + b 2 / 2, обозначения аналогичны.
Площадь всей крыши находится при сложении всех условно разделенных элементов конструкции, а именно: трапеции, треугольников и прямоугольника. Формула для расчетов следующая: S = 2 * (c * b) + 2 (a — b) * c = 2 * c * (b + a — b) = 2 * c * a.

После проведения расчетов рекомендуется провести проверку всех значений. Это поможет избежать неточностей и ошибок в строительстве.

Расчет вальмовой крыши онлайн калькулятор

Как посчитать длину стропил вальмовой крыши? Расчет четырехскатной крыши вы можете произвести с помощью нашего онлайн помощника.

Вы сможете рассчитать не только количество мягкой кровли, но так же систему обрешетки и стропил.

Калькулятор производит расчет кровли вальмовой крыши.

Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие. Ниже представлены калькуляторы для других видов крыш:

Расчет площади кровли четырехскатной крыши с помощью онлайн калькулятора ниже.

Обозначение полей в калькуляторе

Результаты расчетов

Описание полей калькулятора

Регион снеговой нагрузки

Виды кровельных покрытий

Определяя тип кровли и кровельный материал, всегда берут во внимание значение угла наклона ската. В случае с вальмовой конструкцией крыши есть возможность не так пристально обращать внимание на этот параметр, ведь к ней подойдет практически любой кровельный материал.

Типы покрытий:

Vip покрытие. Такое покрытие – идеальное решение для кровли. Его можно поставить в один ряд со сланцевой разновидностью черепицы, камышитовой кровлей, которые придают величественный вид дому, особенное, если ими покрыта вальмовая крыша. Минус в этом случае только один – дороговизна материалов, но относительно других качеств и свойств vip материалы изготовлены на высшем уровне.

Виды кровельных покрытий

Расчет покрытия кровли

Чтобы расчеты кровельного материала были как можно точнее, их обычно проводят после установки стропильной системы.

Только после завершения сбора конструкции можно определяться с более подходящим материалом для покрытия кровли.

Выбирают материал, взяв во внимания погодные условия на местности, количество осадков и располагающих для строительства финансов.

Кроме этого, количество материала всегда больше, чем площадь крыши.

Помимо того, что уложенные материалы для тепло-, паро- и гидроизоляции влияют на это значение, прибавку дает и способ укладки материала, который проводят зачастую внахлест.

Дополнительно на количество кровельного материала влияет наличие добавочных элементов.

Во всех расчетах вам поможет калькулятор вальмовой крыши — онлайн.

Некоторые виды кровельного материала нуждаются в обустройстве дополнительной обрешеткой сплошной укладки. Это увеличивает затраты на строительство. К такому материалу можно отнести черепицу на мягком основании.

Последний нюанс, который стоит учитывать – это количество потерь материала. Учитывая устройство вальмовой разновидности конструкции, которая представлена трапециевидными и треугольными скатами, необходим раскрой материала.

В таком процессе теряется около 30 %. Оптимальным решением, позволяющим избежать столь больших потерь, является использование черепицы битумного типа или штучного материала для кровли.

Стандартный принцип расчета количества кровельного материала:

Рассчитывается площадь общего покрытия крыши;
Делится на площадь одного листа материала;
При этом учитывается не полная площадь материала для кровли, а на полезную его часть, т.е. на ту, которая покрывает поверхность. Для этого вычитают из общей площади материала расстояние, которое уходит на стыковку и нахлесты. Обычно такое значение равно 15 см.

Для более ясного представления о расчетах, можно рассмотреть два примера с использованием различного типа кровельного материала: шифер и металлочерепица.

Для шифера пример расчета следующий:

Обычно используют для покрытия семь листов волнового шифера, полезная площадь которых равна 1,335 м 2 .
Если применяются 8 листов такого материала, то значение полезной площади равно 1,56 м 2 .
Далее, значение общей площади крыши делят на значение полезной площади материала. Если площадь крыши, например, 26,7 м 2 то количество листов шифера, необходимого для оборудования кровли, равно 20 штук.

Пример расчета для металлочерепицы:

Выбирая подобный материал для покрытия, стоит знать, что чем меньше размер материала, тем больший размер стыков необходимо применять.
Изначально значение общей площади умножают на поправочный коэффициент, равный 1,1.
После этого получившееся значение площади делят на полезную площадь черепицы, в зависимости от ее размера и, соответственно размера нахлествов.

Если конструкция покрытия крыши комбинированная и сложная, то значение перерасхода может достигать 60%.

Калькулятор расчета крыши

Шаг стропил

Значение расстояния, которое образуется между двумя стропилами называется шагом. Большая часть конструкций сделана таким образом, что шаг равен 1 м. Установлено и минимально допустимое значение такого параметра, равное 60 см.

Процесс расчета расстояния между стропилами выглядит следующим образом:

Изначально нужно выбрать ориентировочно предполагаемый шаг стропильной системы. Отталкиваться можно от вышеуказанных значений, т.е. расстояние равно 1 м.
Следующее значение, которое понадобится – это длина конька (ската).
После этого, длина стропила разделяется на ориентировочно выбранное значение шага. Полученный результат округляется до большего значения, после чего увеличивается на 1.
Последнее при расчете – это деление общей длины ската на значение из предыдущего пункта. Это и будет необходимое расстояние, которое нужно соблюдать в процессе установки стропильной системы.

На примере можно рассмотреть конструкцию, длина ската которого равна 12 м, а ориентировочно выбранное расстояние шага – 0,8 м:

12 / 0,8 = 15. Если число в расчете получилось нецелым, то его следует округлить до ближайшего целого значения.
15 + 1 = 16. Прибавка на единицу для более точных расчетов количества ног в конструкции.
12 / 16 = 0,75 м. Это значение будет оптимальным расстоянием шага для стропильной конструкции.

Выбор угла ската кровли и определение высоты конька

Как и в предыдущих расчетах, процесс определения высоты конька зависит от выбранного угла ската. Несмотря на то, что вальмовая конструкция крыши позволяет соорудить скаты, имеющие разное значение углов, лучше всего делать конструкцию с одинаковыми углами.

Это позволит нагрузке распределяться равномерно и иметь крыше эстетичный внешний облик.

Значение угла наклона относительно вальмовой разновидности конструкции варьируется между 20 и 45 градусами.

На более конкретное определение такого параметра влияют:

Фактор повышенной нагрузки от снега предполагает сооружение конструкции с более крутым наклоном.
Если ветер в районе расположения дома сильный и порывистый, то рекомендуется уклон делать не больше, чем 30 градусов.
Намерение помещение чердака использовать под жилое помещение. В данном случае учитывается удобство передвижения по чердаку и возможность обеспечить все коммуникативные конструкции таим образом, чтобы к ним был свободный доступ в случае необходимости.
Покрытие, выбираемое для кровли, также играет немаловажную роль. Выбирая определенный материал, нужно поинтересоваться минимально дозволенными характеристиками в отношении угла ската.

Относительно высоты конька, то определить ее очень просто, зная значение угла ската. В конструкции необходимо условно выделить прямоугольный треугольник, в котором одна из сторон будет искомой высотой.

Формула: h = b / 2 * tanA.

Угол наклона крыши

Заключение

Этап проектирования дома и всех элементов его конструкции достаточно сложный и кропотливый. Очень важно внимательно проводить все расчеты и каждый раз их перепроверять. Облегчить такую задачу может наглядное изображение в меньшем масштабе всей будущей конструкции.

Читайте также: