- Факторы, влияющие на прочность и долговечность кровли
- Влияние угла наклона на характеристики кровли
- Величины угла наклона для каждого материала
- Заключение по теме
Как определить оптимальный угол наклона двухскатной крыши, является чрезвычайно актуальным вопросом, от которого зависит прочность и надежность всего здания. Современное строительство развивается стремительными темпами. С каждым днем становится все больше новых материалов и, соответственно, подходов к их установке. Наряду с проверенными изделиями появляется все больше инновационных средств, которые могут использоваться для укладки кровли. Однако все они имеют различные характеристики и структуру.
Факторы, влияющие на прочность и долговечность кровли
Строительство любой крыши начинается с составления генплана и выбора основного полотна для кровли. Все нюансы и мелочи должны быть обязательно учтены и продуманы, поскольку даже малейшая оплошность может стать фатальной и нарушить общее равновесие конструкции. В связи с этим необходимо разобраться, какие силы и нагрузки влияют на поверхность, которая составляет основу крыши. Главными факторами, воздействующими на кровлю, являются:
- вес стропильных конструкций;
- влияние осадков;
- особенности климата;
- вес покрытия.
Стропильная система направлена на поддержание всей крыши и организацию ее наилучших качеств, таких как прочность и надежность. Однако она имеет еще и значительный вес, который создает дополнительную нагрузку на балки перекрытия. Как правило, для удержания всего кровельного пирога используются бревна и балки больших сечений, кроме того, система дополнительных компенсаторов. Все эти элементы конструкции двускатной крыши имеют значительные показатели веса, которые тоже необходимо учитывать при составлении генплана и определении угла наклона покрытия.
Ветровая нагрузка тоже играет немаловажную роль, поскольку чем выше его значения, тем большая сила действует на основную плоскость. В некоторых случаях ветра могут достигать огромных показателей и, соответственно, нагружать все системы конструкции. Поэтому угол наклона двускатной крыши должен быть ориентирован и на этот вид нагрузки.
Самым главным фактором, определяющим само возведение крыши и ее уклон, является влияние осадков.
Снег, дождь, град или оледенение – все эти факторы не только проверяют на прочность все системы кровли, но и несут в себе большие показатели удельного веса, которые играют первостепенную роль при организации крыши. Первое место по опасности и уровню воздействия по праву занимает снеговая составляющая. Она может создавать предельные нагрузки, достигающие 200-250 кг на 1 м² покрытия, что для некоторых материалов может оказаться фатальным. Поэтому ориентация на осадки крайне важна при составлении генплана.
Все эти природные факторы характеризуются особенностями климата той или иной части территории.
Поэтому для более суровых условий необходимо использование материалов, способные выдержать все испытания и сочетать идеальные характеристики прочности и долговечности конструкции.
Для мягкого климата, который не подразумевает критических ветровых или снеговых нагрузок, возможно использование более простых материалов, подходящих для этого конкретного участка местности.
Финальным фактором, воздействующим на общую картину прочности строения, является вес самого покрытия. Как правило, самые большие нагрузки создает такое привычное и распространенное изделие, как шифер. Именно он является самым тяжелым, однако его дешевизна в большинстве случаев перевешивает все остальные недостатки.
Вернуться к оглавлению
Влияние угла наклона на характеристики кровли
Какой же тип крыши лучше всего подойдет в наших климатических условиях? На сегодняшний день существует богатый выбор фактур и контуров кровли. Это двух- или четырехскатные варианты, шатровые или любые другие системы. Однако именно двускатная крыша способна сочетать в себе оптимальный набор устойчивости и функциональности. Поэтому ее выбор для создания купола кровли является наилучшим решением.
Как влияет неправильный угол ската на общие характеристики кровли? Неверно подобранные углы наклона двускатных крыш ведут к нарушению прочности и долговечности всей системы. При слишком маленьком угле ската возможно проникновение воды или иных чужеродных образований под плоскость.
Отжимной ветер, талая вода, снеговая составляющая – все эти критерии являются неизменными факторами риска, поскольку способны проникать и заполнять собой самые труднодоступные места.
Слишком крутые крыши могут обеспечить нейтрализацию подобных факторов, однако в этом случае вступает в силу ветровая составляющая нагрузки.
Снег или вода будут сползать с поверхности крыши естественным способом, при этом кровля образует своеобразный парус, который примет на себя всю ветровую нагрузку.
Хотелось бы отметить, что она может достигать критических величин, а это способно неблагоприятно сказаться на характеристиках надежности всей системы. Поэтому оптимальный угол должен быть рассчитан с учетом всех критических факторов и характеристик основного укрывного материала.
Крыши с отклонением выше 45° считаются крутыми, а с 10° и ниже – пологими. Поэтому идеальными показателями для двускатных крыш являются средние значения, которые варьируются в пределах 20-35°С.
Именно подобные показатели создают хорошие предпосылки для строительства идеальной по своим качествам кровли.
В этой статье мы рассмотрим, как делается двухскатная крыша под углом своими руками. Узнаем про особенности сооружения конструкции такой крыши, познакомимся с советами строителей по этому вопросу.
Итак, это одна из простых конструкций, которые можно использовать для создания крыши дома. Двухскатная крыша углом, сделанная своими руками, будет завершающим этапом при самостоятельном строительстве дома.
Конструкция двухскатной крыши считается одной из самых надежных. Она не так сложна при строительстве, как ломаные крыши, или крыши сложных форм, устойчива к ветровым и снеговым нагрузкам.
Конструкция двухскатной крыши
Разберем подробно конструкцию такой крыши:
- Основанием двухскатной крыши служит мауэрлат. В случае с деревянной стропильной системой, строительство которой мы и будем рассматривать, мауэрлат это брус, или бревно, которое укладывается сверху несущей стены здания. Мауэрлат служит крайней нижней опорой для стропильной системы будущей крыши. При строительстве брусовых домов, мауэрлатом служит брус верхнего венца стены дома.
- Стропильная система, или стропила, это распорки, которые располагаются от мауэрлата до конька крыши. Конек – брус, который соединяет в крайней верхней точке стропила обоих скатов крыши. Стропила в своей нижней точке не заканчиваются на мауэрлате. В большинстве случаев, их наращивают дополнительной длиной (т.е. «кобыльками»), чтобы обеспечить отвод дождевой воды падающей с крыши, от стен конструкции дома.
- Оптимальный угол наклона для двухскатной крыши должен быть близким к 30 градусам. Больший 30 градусов угол наклона, приведет к увеличению горизонтальных ветровых нагрузок на крышу и само строение и потребует обеспечения ей избыточной прочности, для предотвращения повреждений при усилении ветра. Меньший 30 градусов угол, будет способствовать скапливанию на крыше снега в зимний период, что увеличить вертикальные нагрузки на конструкцию самой крыши, стены строения и его фундамент. При соблюдении правильного угла, конструкция крыши оптимально сбалансирована, а её сооружение требует наименьших затрат на материалы.
При сооружении двухскатной крыши значительных размеров (как правило, при длине ската более 3 м) используются дополнительные усиливающие конструкцию крыши элементы:
- Лежень - брус, или бревно, соединяющее противоположенные стены строения параллельно мауэрлату, но смещенное относительно него ближе к центру дома. В конструкции двухскатной крыши, лежень используется в качестве опоры на него стойки, служащей для поддерживания затяжки.
- Стойка - вертикальный брусок, опирающийся на лежень и поддерживающий затяжки в местах их соединения со стропилами.
- Затяжка - горизонтальный брус, соединяющий стропила противоположенных скатов крыши. Затяжки нужны для придания стропильной конструкции дополнительной прочности и укрепления ската крыши от провисания при значительных вертикальных нагрузках.
ВАЖНО! Для того, чтобы исключить возможные диагональные деформации крыши, используют бруски, идущие от стоек с соседним затяжкам. Оптимальный угол наклона для таких брусков – 45 градусов.
Сконструированная по таким правилам конструкция крыши будет надежно защищена от деформаций во всех плоскостях и послужит надежной опорой для обрешетки и кровельного материала. Конечно, не во всех конструкциях подходит такой универсальный подход.
Лежень, например, может располагаться выше уровня мауэрлата и опираться на боковые стены строения, располагаясь на уровне затяжек. В этом варианте, использовать стойки вовсе нет необходимости, т.к. затяжки фактически опираются в средней своей части непосредственно на лежень. Возможны и другие варианты конструкции двухскатной крыши, но принципиально все они все равно будут похожи друг на друга.
Кровельный материал и обрешетка
Обрешетка крыши – основа под кровельный материал.
Обрешеткой могут служить уложенные горизонтально на стропила толстые доски, или бруски. Чем шире шаг, между стропилами крыши, тем больше толщина должна быть у досок обрешетки и наоборот.
Под обрешетку, как правило, кладут паропроницаемый влагозащитный материал, так чтобы он располагался между обрешеткой и стропилами крыши. Это нужно делать, чтобы, в дальнейшем, крышу можно было бы утеплить изнутри любым доступным теплоизоляционным материалом, размещаемым между стропилами конструкции.
В зависимости от вида кровельного материала, обрешеткой могут служить не только доски, но и влагостойкие фанерные листы, или аналогичные материалы на основе древесной стружки. Их используют для монтажа т.н. мягкой кровли, когда под кровельным материалом должно располагаться сплошная твердая поверхность.
Кровельный материал – это то, что непосредственно защищает Ваш дом от осадков. Между обрешеткой и кровельным материалом необходимо проложить . Это нужно сделать, чтобы уберечь обрешетку и элементы конструкции крыши от влаги, которая при определенных условиях может конденсироваться на внутренней части металлических листов кровли.
Для мягкой кровли, естественно, это не является обязательным. Способы крепления кровельного материала зависят от того, что именно вы используете. Металлочерепица и профнастил крепятся специальными кровельными саморезами, мягкая кровля наклеивается на твердое основание, классическая черепица, или сделанные под нее пластиковые элементы, закрепляются с помощью специальных крепежей.
Торцевые поверхности крыши закрываются т.н. ветровой доской, или металлическим профилем того же цвета, что и кровельный материал. Для надежного крепления элементов конструкции двухскатной крыши необходимо использовать уголки, перфорированные пластины, стягивающие болты. Собрать крышу просто на саморезах, конечно, можно, но простоит такая конструкция точно недолго. Ответственные места диагональных конструкций крепятся пазовым соединением.
Профессиональным строителям хорошо известно, что угол наклона двускатная крыша должна иметь максимально подходящий к условиям эксплуатации. Не стоит думать, что это проблема только эстетического характера. Уклон двускатной крыши зависит от множества других факторов.
Этот показатель измеряют в градусах от горизонтальной линии. Считается, что он может варьироваться от 5 до 60 градусов. Разброс довольно велик, поскольку пять градусов образуют практически плоскую крышу, а кровля с уклоном в 60 градусов может оказаться слишком крутой. На невысоком здании крыша с большим уклоном может смотреться совершенно не пропорционально.
На эту тему среди профессиональных кровельщиков ходит байка, которая вполне может оказаться правдой. Говорят, некоторые клиенты подбирают уклон ската «на глазок». Рабочие, вооружившись длинными досками, отправляются на крышу и ставят их как стропила, а будущий домовладелец оценивает результат визуально, отдавая команды «выше», «ниже» и т. д.
Разумеется, настоящие специалисты поступают иначе. Они прекрасно знают, что выбирая уклон двускатной крыши, следует учесть:
- прогнозируемую снеговую нагрузку;
- количество дождевых осадков;
- возможные ветровые нагрузки;
- тип кровельного материала;
- толщину кровельного пирога и т. п.
При строительстве дома вопрос уклона крыши и вида кровельного материала- один из основополагающих. Так как эти два вопроса сильно взаимосвязаны, давайте разберем их вместе- выбор уклона и выбор материала кровли.
Величина уклона крыши зависит от того, какое количество скатов у крыши- один, два, три или четыре.
Виды конструкции крыш
1. Деревянная
Больше всего распространена в строительстве.
Ее состав:
- Стропила
- Стойки
- Подкосы
- Мауэрлат
- Обрешетка
- Затяжки
Висячие стропильные системы применяют там, где нет средней несущей стены.
Такая конструкция имеет преимущества: относительную дешевизну, прочность, экологичность.
Недостатки: пожароопасность, возможность гниения и воздействия грибка и древоточцев.
Срок службы 25 лет.
2. Металлодеревянная.
Эта конструкция комбинированная и имеет элементы и дерева и металла. Может перекрывать пролеты 20 метров. Верхние ее пояса производят из древесины, нижние - из профилей периодического или арматуры. То есть металлические элементы здесь работают на растяжение, деревянные – на сжатие.
Применяются редко из- за дороговизны- в основном такую крышу делают для бассейнов и промышленных предприятий.
Срок службы 45 лет.
3. Железобетонная
Срок службы 50 лет.
Виды крыш
1. Односкатные
имеют единственную плоскость крыши от стены до стены. Эти крыши обычно строят скатом на юг, чтобы избавлять крышу от снега. Часто применяют для сараев и гаражей.
2. Двускатная крыша
. Это самый популярный вид крыш, его применяют в 90% всех крыш. Отличается простотой, прочностью и удобством в обслуживании.
3. Четырехскатные крыши
(вальмовые) имеют, как видно из названия четыре ската. Применяются тогда, когда не планируется пользоваться чердаком.
4. Четырехскатные шатровые
имеют четыре ската, с вершинами, сходящимися в одной точке. Такие крыши строят на квадратных зданиях или в зданиях с многоугольным планом.
5. Многощипцовые крыши
обладают крутыми скатами в виде четырехугольника, соединяющегося в одной вершине.
6. Мансардные крыши предусматривают жилое помещение- мансарду с окном.
Существует и еще десятки видов крыш- бочкобразная, коническая, ромбовидная, складчатая, крестовая, плоская и т.п.
Что влияет на угол уклона ската
- Назначение дома
- Материал кровли
- Климатические условия
Если же крыша имеет более двух скатов, важно для чего используется чердак. Если не жилой, то необходимость строить высокую крышу отпадает. Если из чердака устраивается жилое помещение – придется строить хорошую крышу с серьезным наклоном. Для этого нужно выбрать вид и дизайн крыши и соответствующий кровельный материал.
В регионах с сильной ветровой нагрузкой, к примеру в приморских и степных районах крышу лучше строить с меньшей парусностью Там, где солнце светит достаточно сильно- в южных широтах, где осадков мало, крышу так же строят не большую.
А вот в регионах с сильными осадками угол крыши приходится делать значительным- до 60 градусов.
Металлочерепичная крыша
Металлочерепица обладает большим весом- поэтому лучше сделать кровлю с минимальным углом наклона. Особенно в регионах, где дуют сильные ветра. Для кровель из металлочерепицы минимальный угол наклона должен составлять 22 градуса – такой угол наклона крыши предотвращается скапливание влаги на стыках.
Минимальный угол должен составлять не менее 14 градусов. Если используется мягкая черепица, то минимальный угол- 11 градусов, но при строительстве крыши нужна дополнительная сплошная обрешетка.
Крыша из профнастила
Самый популярный материал- именно профнастил. Он имеет малый вес, просто и быстро монтируется и крепится. Минимальный угол уклона кровли- 12 градусов.
Крыша из рулонных материалов
Это может быть:
- Рубероид
- Полимерное покрытие
- Ондулин
Во всяком случае нужно учитывать зависимость прочности крыши от постоянных (вес собственной конструкции) и временных нагрузок (снег, ветер и т.п.)у. Тип обрешетки и шаг конструкции будут зависеть от наклона крыши. Чем ниже наклон, тем более короткий шаг обрешетки нужно делать. Минимальный шаг обрешетки- 35 см.
Учтите так же, что чем круче угол наклона крыши, тем большее количество кровельных материалов нужно покупать. Если угол наклона составляет более 10 градусов, нужно применять гидроизоляцию из битума. Для рулонного материала следует использовать дополнительное покрытие (дополнительная окраска).
Расчет угла наклона крыши
Формула для расчета угла крыши такова: Sin A=a/b, где:
a- половина ширины крыши на уровне коробки дома- к примеру 3 метра
b- высота крыши на уровне конька- обычно 180 сантиметров
Подставляем примерные значения: Sin A=a/b= 300/180= 1.67. Далее по таблица Брадиса или он- лайн калькулятору переводим синус в градусы- получается 58 градусов. Это и будет угол наклона кровли.
Строительные технологии в современном мире развиваются семимильными шагами. В особенности это касается частных домов. Очень важным этапом в ходе возведения собственного жилья является создание крыши. Казалось бы, все довольно просто, но это не так. Для того чтобы конструкция была прочной, требуется сделать точный расчет и понять, крутой или пологой должна быть будущая кровля. Как подсчитать минимальный и оптимальный уклон двускатной и четырехскатной крыши? Как зависит от него прочность здания? Как проводится расчет угла наклона?
Для устройства кровли уклон – один из самых важных параметров, закладываемый в расчеты.
Крыша - самая важная составляющая любого архитектурного творения. Она защищает жителей дома от атмосферных осадков, ветра, низкой и высокой температуры и придает ему красивый вид. Какая бы она ни была, любому хозяину важно знать оптимальный и минимальный угол ее наклона. Иногда от этого зависит целостность здания, ведь при неправильной планировке она может просто напросто разрушиться. Рассмотрим более подробно, каким должен быть оптимальный угол наклона двухскатной крыши, как влияет на него ветер, осадки, как должна подбираться система крыши, наклон, план работы.
Влияние климатических условий
Большинство частных домов имеют скатные крыши. Чаще всего можно встретить двухскатные или четырехскатные. Наклон их может быть разным. Как можно посчитать оптимальный и минимальный угол ската, от чего он зависит? На показатель влияет множество факторов. Основными являются климатические условия и свойства кровельного материала. Итак, остановимся сперва на самом важном из них. Наиболее простой из показателей - это ветер. Ветровая нагрузка прямо пропорциональна углу ската кровли. Если слишком маленький, например 5-10 градусов, то ветер способен проникать под кровельный материал, так как в этом случае он располагается практически параллельно поверхности, что может нанести урон покрытию или совсем его сорвать. Со слишком большим углом то же, что и в предыдущем случае. Здесь ветер способен просто напросто свалить настил.
Поэтому для районов с частыми сильными ветрами для двухскатной и четырехскатной крыши наиболее оптимальный угол ската составляет 15-20 градусов. Для более спокойных в этом плане регионов - 35-40 градусов. Уклон влияет и на герметичность дома. Если угол большой, то вода будет сбегать с нее, не скапливаясь на поверхности. То же самое касается и снега, грязи. Поэтому для дождливых районов оптимальнее всего уклон в 45 градусов, а для засушливых - 30.
Кровельные материалы
Угол ската двухскатной крыши или четырехскатной определяется и видом кровли.
Рулонные материалы используются для обустройства крыш, имеющих угол наклона не более 60 град.
Рулонные материалы - такие как рубероид - используются даже на тех зданиях, где уклон кровли ската составляет 0 градусов. То есть все это зависит и от кровли. Они не обладают высокой защитой, а от уклона крыши будет зависеть число слоев рубероида. При уклоне до 15 градусов в расчет понадобится 4 слоя, при 40 - 3, при более 45 - 2 слоя. Оптимальный материал для двухскатной конструкции с уклоном в 30 градусов - это асбестоцементные листы. Для черепицы подойдет уклон ската в 22-40 градусов. Если имеется минимальный угол ската около 12 градусов, то можно использовать металлические листы внахлест.
Интересен тот факт, что высокие значения, характерные для двухскатной или четырехскатной конструкции, больше других подвержены потере тепла. Поэтому без учета высоты здания обойтись нельзя, иначе создать в жилых комнатах в дальнейшем оптимальные параметры микроклимата не получится. Минимальный уклон нужно выбирать для территорий, подверженных сильным ветрам и ураганам.
Система измерения угла наклона
Система крыши нуждается в тщательном измерении. Для этого требуется определить оптимальный или минимальный уклон двухскатной или четырехскатной конструкции. Все это входит в план работы. Здесь же измеряется сам угол или его значение в процентном соотношении. Чтобы определить градус, необходимо произвести расчет или сделать модель на бумаге. Процент высчитывается следующим образом: берется значение высоты конька и делится на половину ширины здания. Полученное значение умножается на 100%. Расчет таков: в процентном соотношении 1 градус равен 1,7%, а 45 градусов - 45%.
Важно отметить, что шифер, который является самым распространенным кровельным материалом, имеет очень большой минимальный угол. При более же низком его расположении ветер способен загонять влагу под него и он отсыревает. Это может вызвать повышенную влажность в самом доме, что негативно скажется на жильцах и условиях.
Важно запомнить, что для двускатной крыши губительным может быть как большой, так и малый . В силу этого важен его точный расчет. При большом угле ветер может сорвать покрытие и сделать жилище непригодным для жизни, а слишком малый способствует проникновению ветра между швами кровли, проникновению в него осадков и разрушению кровельного материала. Нередко для двускатных крыш характерен их провал. Это связано с постоянной нагрузкой на кровлю осадков, в частности снега, который может тоннами скапливаться на ней в зимнее время. Большое значение имеет наклон для отведения воды, в противном случае она может скапливаться под крышей и ухудшать качество воздуха в мансардном помещении, способствовать появлению грибков и бактерий.
