Расчет угла наклона односкатной крыши: что учитывают при определении и как высчитать величину уклона ската?

Особенности кровли

Односкатная крыша проста в установке, что обеспечило ей популярность при возведении загородных домов и построек технического назначения. Поскольку этот тип кровли восприимчив к тяжелым пластам снега, ее возведение при строительстве дома распространено в южных регионах с большим количеством солнечных дней в году. Если проект реализуется в областях с обильными осадками, угол наклона должен быть увеличен, а стропильная система отвечать повышенным нагрузкам.

Наклон односкатной крыши варьируется от 10° до 60°. При разработке проекта помимо снеговой нагрузки учитывается и ветровая, а также вид кровельного материала. Расчет плоской кровли производится исходя из высоты стен, на которые она опирается. Поверхность большой площади с малым углом уклона при обильных снегопадах потребует регулярной уборки. Кровельный материал, имеющий свойство деформироваться под весом тела человека, в этом случае не подойдет.

Итак, расчет угла наклона производится при учете нагрузок:

постоянных (антенны, трубы дымоходов);
переменных (порывы ветра, количество осадков).

Расчет угла наклона кровли производится при учете нагрузок Источник ko.decorexpro.com Простой пример: при сильных снегопадах на односкатную кровлю с углом наклона в 30° будет оказываться серьезное давление, 50-80 килограмм на 1 м², но увеличение угла до 45° приведет к тому, что пласт снега не будет удерживаться на поверхности за счет силы тяжести. Однако, односкатная крыша считается парусной, и при сильных порывах ветра велика вероятность, что ее сорвет

Вот почему так важно найти в этом вопросе золотую середину

Еще один нюанс – устойчивость стропильной системы. Случается так, что во время обильных снегопадов владельцу дома приходится лезть с лопатой на крышу для уборки. Толщина стропил односкатной крыши должна выдерживать одновременное сочетание неблагоприятных нагрузок.

Количество обрешетки для односкатной крыши

Количество обрешетки напрямую зависит от того, какое покрытие для кровли будет применяться в данном случае. Планки обрешетки должны располагаться с шагом, соответствующим размерам листа материала.

Такое соответствие очень важно, без него правильный монтаж кровельного материала будет усложнен или окажется вовсе невозможным. Поэтому для расчета количества обрешетки прежде всего надо определить ее шаг

Можно обратиться к СНиП, в которых имеется подробная и точная информация о правилах установки всех элементов кровли.

Для мягких кровельных материалов часто используется сплошная обрешетка, когда расстояние между планками составляет 2-2,5 см. В этом случае расчет обрешетки сводится к делению длины кровли на ширину планки плюс 2 см на зазор.

Более жесткие виды материала не требуют сплошной обрешетки и расчет делается исходя из расстояния между планками, применяющегося для данного вида кровли.

Более простым решением будет использование онлайн-калькуляторов, осуществляющих специализированный расчет по указанному кровельному материалу. Полученные данные следует уточнить при помощи пересчета на другом онлайн-калькуляторе.

Расчет наклона скатных крыш

Теперь рассмотрим, как рассчитать уклон кровли для скатных крыш. Минимальный угол для двускатной крыши из шифера или черепицы составляет 22°, металлочерепицы – 14°, профнастила – 12°, ондулина – 6°, рулонных покрытий – от 5 до 15° (зависит от количества слоев, чем их больше, тем больше угол), минимальный уклон кровли из сэндвич панелей – 5°.Кроме материала, при расчете угла ската учитываются погодные особенности региона. В местах, где выпадает большое количества осадков, нужно делать крышу с более крутыми скатами, облегчающими стекание осадков. Пологие кровли рекомендуют устанавливать в регионах с высокой ветровой активностью, чтобы снизить давление ветра на конструкцию.

Как крыть крышу шифером?

После монтажа покрытия своими руками следует установить специальные коньковые элементы из асбоцемента, обустроить все примыкания и стыки, обеспечив надежную гидроизоляцию.

Правила безопасности и сохранение целостности шифера

Ходить по смонтированному покрытию следует аккуратно. Чтобы свободно ходить по шиферной крыше при ее ремонте или обслуживании необходимо положить деревянные трапы для распределения нагрузки.

Соблюдение техники безопасности подразумевает использование защитных средств при работе с асбоцементным материалом: при сверлении и резке шиферных листов правильно пользоваться респиратором, чтобы защитить дыхательные пути от вредной пыли.

Как измерить уклон

Таблица соотношения градус/процент уклона кровли.

На графике ищем наклонную линию, с которой стыкуется дугообразная стрела 2. Пересечение наклонной линии c вертикальной шкалой определяет уклон, минимально допустимый для данной крыши, который равен 50%. Нам известно, что уклон ската определяется отношением высоты конька к половине его заложения. Произведем расчет таким образом:

i = 10 метров (заложение)

h = 4 метра (высота конька)

i= h / (1/2) = 4 / (10/2) = 0,8

Для того чтобы измерить уклон в %, это отношение умножают на 100

Таким образом, уклон в 80% при соблюдении норм строительства обеспечит достаточный сброс дождевой воды со всей площади. Для кровли из рулонных полимерно-битумных, битумных и мастичных материалов с уклоном 10° необходим защитный слой для основного водоизоляционного покрова из гравия либо каменной крошки, у которой марка морозостойкости не меньше 100. Такой же защитный слой применяется для кровли крыши с помощью пленочных рулонных материалов с углом до 2,5%. Слой для защиты из гравия должен быть толщиной 1-1,6 см, а слой крупнозернистой посыпки — 0,3-0,5 см.

На крышах из битумно-полимерных или битумных покрытий в рулонах с углом наклона выше 10% верхний слой гидроизоляционного покрова выполняется из крупнозернистой посыпки. На крышах из мастичных материалов с углом больше 10% предусматривается защитный слой из красочных составов.

При создании крыши из асбестоцементных листов, а также профнастила и металлической черепицы с наклоном до 20% по всей площади необходимо производить герметизацию стыков. Не более чем на 5% можно допустить отклонение уклона кровли из мелкоштучных материалов. Производя эти расчеты, можно узнать площадь помещения мансарды или чердака.

Оптимальные показатели расчета угла наклона крыши в один скат

Как же рассчитать угол наклона односкатной крыши самостоятельно? Начнем с определения нагрузок на будущую кровлю, а затем, выберем оптимальный угол уклона кровли.

1. Расчет нагрузок на кровлю

Нужно учесть постоянные и переменные нагрузки. К постоянным отнесем вес всех строительных материалов и оборудования (антенны, вентиляция и пр.). Переменные нагрузки – это осадки, ветер и вес работников с оборудованием, если вдруг понадобится ремонт крыши.

I. Снег. Если зима в вашем районе проходит почти без снега, то смело можно выбирать минимальный угол ската. В условиях снежной зимы, крыша в 20-25 градусов испытывает снежные нагрузки около 150 кг/м2. В такой местности специалисты советуют делать скат с уклоном 45 градусов, чтобы обеспечить постоянное и равномерное схождение снега с крыши. Средняя зима (центр и средняя полоса России) позволяет выбирать оптимальный уклон в 30-35 градусов. Однако эта цифра будет зависеть от следующего фактора:

II. Ветер. В местности, где преобладают сильные ветра, крышу с крутым уклоном может легко сорвать. В этом случае низ ската лучше располагать к ветру. Для расчета уклона кровли в ветреных районах лучше воспользоваться специальной картой ветровых нагрузок:

III. Дождь и град. Сила падающего града и дождевых капель также оказывает давление на крышу. Крутой уклон сглаживает эти нагрузки, защищая кровельный материал от повреждений в регионах, где часто встречается непогода.

Делаем вывод: несмотря на то, что минимальный уклон 10-20 градусов упрощает работу и удешевляет расходы, оптимальным считается скат под 35-45 градусов, при котором кровля надежно защищена от нагрузок и погодных катаклизмов.

2. Определяем оптимальный уклон

Технические и эстетические характеристики на стороне крутой односкатной крыши, так как пологие скаты могут пропускать влагу, удерживать снег и мусор. Однако для хозяйственных построек, гаражей и небольших домиков крутой уклон совершенно не обязателен, ведь убрать снег и грязь можно и вручную, а обезопасить кровлю от протекания помогут современные герметики. Итак, если мы выбираем:

Маленький уклон 3-11 градусов. Нам необходима усиленная стропильная система, сплошная обрешетка в виде листов влагостойкой фанеры, надежная герметизация стыков и качественная гидроизоляционная мембрана под кровельный материал. Для такой крыши лучше выбрать мягкий кровельный материал, особенно, если это – жилое помещение;
Средний уклон 12-25 градусов. Такой скат – оптимальный выбор для любых регионов нашей страны. Стыки в этом случае можно не герметизировать, но нахлест кровельного материала лучше сделать в 20 см. Для данного уклона отлично подойдет металлочерепица, профнастил, шифер и пр.;
Крутой уклон около 45 градусов. Выбирается для регионов с большим количеством осадков в год. Для такой крыши подходят любые твердые кровельные материалы.

3. Базовые расчеты

Чтобы обеспечить нужный уклон, нам необходимо рассчитать длину стропильной ноги и высоту поднятия несущей стены. Воспользуемся известными формулами, которые применяют все строители.

Lbc=Lсд x tgA, где Lbc – высота, на которую нужно поднять стену; Lсд – длина стены дома (без учета дополнительного подъема для ската); А – выбранный угол наклона кровли.

Длину стропильной ноги (Lc) найдем по такой формуле: Lc=Lbc/sinA.

Рассчитаем длину стропильных ног (Lc) и высоту фасадной стены Lbc, которую необходимо поднять. Допустим, что мы выбрали угол наклона ската (A) в 25 градусов, а длина нашей обычной стены (Lсд) — 3 м.

Определяем высоту, на которую необходимо поднять лицевую стену по такой схеме: Lbc=3 x tg25=0,47 x 3=1,41 м. Тогда длина стропильной ноги Lc=1,41/0,42=3,36 м. Так, наша нижняя стена будет равна 3 метрам, а верхняя – 3+1,41=4,41 м.

Разъяснение результатов расчетов

Угол наклона крыши

Под этим углом наклонены стропила и скат крыши. Калькулятор не только учитывает указанный вами угол, но и определяет, насколько он совместим с выбранным вами кровельным материалом. Изменить угол наклона крыши можно через ширину основания или высоту подъёма крыши.

Площадь поверхности крыши

Суммарная площадь кровли (включая свесы заданной длины). Определяет количество кровельных и изоляционных материалов, которые понадобятся для проведения работ.

Количество рулонов изоляционного материала

Определяет общее количество изоляционного материала, исходя из длины рулона 15 метров и ширины 1 метр. Расчеты выполнены с учетом 10% нахлеста.

Нагрузка на стропильную систему

Максимальная нагрузка на стропильную систему. В расчетах учитывается вес всей кровельной системы, конструкция крыши, а также ветровые и снеговые нагрузки указанного вами региона.

Минимальное сечение стропил, Вес и Объем бруса для стропил

В таблице представлены рекомендуемые размеры сечений стропил (по ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород), которые вы можете использовать при строительстве крыши с заданными параметрами. Расчет выполняется с учётом указанного кровельного материала, площади, углов и региональных нагрузок. В соседних столбцах отображается суммарный вес и объем этих стропил для всей конструкции крыши.

Количество рядов обрешетки

Суммарное число рядов обрешётки для крыши данных размеров. Рекомендуем также проконсультироваться у продавцов выбранного вами кровельного материала на счет требуемого шага крепления этого материала к обрешетке. Это может скорректировать шаг или размеры указанной вами обрешетки.

Количество досок обрешетки стандартной длиной 6 метров

Для обрешетки всей крыши вам потребуется данное количество досок. При расчетах используется стандартная длина доски — 6 метров.

Примерный вес досок обрешетки

Предположительный общий вес досок обрешетки. Для расчета массы используется средние значения плотности и влажности для хвойных пород дерева.

Что такое уклон в процентах

Стоит поговорить об угле наклона скатов в процентах. Само понятие «угол наклона в процентах» технически неграмотное и используется только теми, кто сам ничего не строит.

Рассмотрим данные определения на практике. Допустим, угол наклона скатов равняется 30%. Что это значит? Это значит, что высота конька крыши составляет 30% половины ширины здания. Для расчетов будем пользоваться тем же треугольником.

Прямоугольный треугольник

Процент наклона рассчитывается по формуле (см. рисунок ниже).

Процент наклона

Где:

a – высота конька;
b – половина ширины строения.

Что такое 30% и как смотрится крыша с таким процентным отношением представить себе очень трудно. Для того чтобы конвертировать эту величину в градусы следует воспользоваться специальной таблицей. С ее помощью узнаем, что 30% значит, что угол наклона ската кровли равняется примерно 16,5°. Дело в том, что для 16° процентное соотношение равняется 28,7%, а для 17° этот параметр составляет 30,5%. Если мастер знает, что угол уклона ската примерно 16,5°, то он без труда может представить внешний вид и геометрию крыши, рассчитать линейные размеры стропильных ног, вертикальных опор кровли, размеры мауэрлата. Как такие расчеты делаются, если есть данные наклона в процентах?

Примеры использования угла наклона в процентах

Расчет параметров стропильной системы с помощью процентного соотношения высоты конька и половины ширины строения делается при помощи калькулятора.

Имея начальную формулу, далее расчеты строятся с использованием элементарных арифметических уравнений. Для начала нужно немного преобразовать формулу.

Начальная формула

В данном случае X – процентное отношение наклона кровли, как мы договорились, для примера возьмем 30%. Эта величина известна и задается во время расчетов.

Для предварительных расчетов следует немного преобразовать формулу в такой вид (см. рисунок ниже).

Преобразованная формула

Теперь определяем по отдельности значения a и b.

Значение а

Значение b

Напомним, что:

a – высота стропильной системы,
b – половина ширины здания, а
X – процент наклона ската.

Процент нам известен, для дальнейших расчетов понадобится замерить или высоту стропильной системы, или половину ширины здания. В связи с тем, что намного легче узнать второе значение, замерим его.

К примеру. Ширина здания 8 метров, соответственно, половина равняется 4 метра (b=4 м).

Узнаем высоту стропильной системы (см. рисунок ниже).

Узнаем высоту стропильной системы

Высота стропильной системы 1,2 метра, угол наклона мы узнали из таблицы, он равняется примерно 16,5°.

Далее нам следует рассчитать длину стропильной ноги без карнизного свеса. Идти можно двумя путями.

Первый. Используя теорему Пифагора, где c – длина стропилины.

Теорема Пифагора

Соответственно, значение с можно представить формулой на иллюстрации ниже.

Формула длины гипотенузы

Пример расчета (см. картинку ниже).

Пример расчета

Второй. Используя тригонометрические функции. Как мы уже выше указывали, расчет длины стропилины можно делать по формуле ниже.

Расчет длины стропилины

Все данные у нас есть, угол наклона 16,5°, половина ширины здания 4 м.

Пример выполнения расчета

По длине стропилины есть небольшие различия. Это объясняется тем, что угол наклона был выбран приблизительно.

Разуклонка кровли

Разуклонка – это ряд мероприятий, применяемых для создания наклона на плоских крышах, устройства на них коньков и ендов. Благодаря этому уклон односкатной крыши способствует решению проблем с накоплением осадков на ее поверхности. Уклон нужно просчитать заранее. ещё до того, как сделать односкатную крышу. Минимально допустимым показателем для плоских кровель считается величина 1,5 градуса (подробнее: “Какой минимальный уклон плоской кровли“). Наклон ската необходимо обустроить таким образом, чтобы вода с его поверхности стекала в водоприемные воронки. Для этих целей применяют керамзит или цементные стяжки, но последние значительно увеличивают нагрузку на кровлю.

Какую кровлю выбрать, подробнее на видео:

Что влияет на высоту конька?

Коньком называют горизонтальное ребро сопряжения вершин двух скатов крыши. Завышение и занижение высоты негативно влияет на эксплуатацию кровли, портит внешний вид здания. Поэтому при расчете недостаточно руководствоваться лишь собственным вкусом

Перед тем как рассчитать высоту конька важно обратить внимание на различные технические условия

В статье примем по умолчанию крыши с равными скатами по длине и углу наклона. Это упростит определение высоты, хотя все описанные принципа применимы и к асимметричным конструкциям.

Согласно геометрии, один из скатов будет гипотенузой, а расстояние от конька до основания катетом.

Перед тем как рассчитать высоту крыши дома обращают внимание на следующие факторы:

тип кровельного покрытия;
чердачное помещение;
атмосферные явления.

Теперь пройдемся по каждому пункту более подробно.

Кровельное покрытие

Для разных материалов есть собственные требования по крутизне уклона. От этого показателя будет зависеть расчет высоты конька двускатной крыши. Есть общие принципы выбора материал в зависимости от угла ската:

Для небольших штучных элементов уклон ската должен быть больше чем для длинных листовых материалов. Это связано с тем, что при скапливании влаги в стыках могут появиться протечки. Поэтому коньки для шиферной крыши выше чем коньки на крышу из металлочерепицы. Дело в том, что длина волнового шифера всего 1,75 м, а металлический кровельный материал может занимать всю длину ската.
Высота коньковой крыши влияет и на количество стыков. С занижением угла должно уменьшаться и количество соединений, нахлестов. Поэтому самыми надежными вариантами считаются крупнолистовые и рулонные материалы.
Тяжелые кровельные элементы размещают на крутых скатах. Крыши из шифера и керамической черепицы имеют большую массу, поэтому делают крутой уклон. Так, они не прогибают стропильные балки.

При этом стоит помнить, что чем круче уклон, тем больше материала для покрытия крыши понадобится. Так, если брать за 100% потребность для угла ската 7—10°, тогда угол в 45° потребует 150% перерасход, а угол 60° — все 200%.

Размеры скатов относительно ширины дома будет меняться вместе с высотой конька.

Чердачное помещение

Существует две разновидности домов: с чердачным помещением и без него. Для каждого варианта есть собственные условия расчета высоты конька. Если чердачное помещение жилое, тогда к росту самого высокого владельца добавляется 30—40 см. Но лучше подумать и о гостях, сделав потолок на высоте 2,4 метра

Но важно помнить, что это только потолок, а не высота крыши. Сюда нужно будет прибавить еще полметра или больше, в зависимости от предпочтений

Если чердачное помещение нежилое, тогда высота конька рассчитывается под влиянием пожарной безопасности. Один из пунктов обязывает владельцев обеспечить сквозной проход под кровлей высотой не меньше 1,6 метра, а шириной 1,2 м. При сложных стропильных системах эти размеры могут быть сокращены на 0,4 м. Это пространство обеспечит свободный воздухообмен и проход для ремонта, осмотра.

Бесчерданые здания строятся так, что над перекрытием предыдущего этажа дополнительно возводятся стены. Например, в полумансардных зданиях высота стен увеличена на 1,4 метра. В таких конструкциях высота крыши отсчитывается от нижней грани мауэрлата. Такие конструкции подходят для климатических зон с сильными ветрами. Это делает возможным уменьшить уклон ската.

Бесчердачные сооружения популярны в строительстве гаражей, складов и других небольших бытовых построек. Обычно в них не предусматривается чердачное перекрытие, тем самым происходит экономия материала и времени.

Атмосферные явления

Климатические условия напрямую влияют на высоту конька. Поэтому в разных городах имеется свой «золотой» уклон ската. К атмосферным явлениям относят следующие факторы:

Осадки. Чем больше дождей снега в вашем регионе, тем больший уклон нужно делать. Соответственно увеличивается и высота крыши. Если пренебречь этим условием, тогда увеличивается вероятность появления протечек.
Ветер. Для местностей с ветрами средней и малой силы нет разницы в высоте конька. А вот так, где часто дуют сильные, порывистые ветра обычно уклон кровли не превышает 10°. Это накладывает определенные ограничения на применяемые материалы. Не учитывая силу ветра, вы рискуете потерять всю конструкцию крыши.
Количество снега. Существует отношение между крутизной уклона и количеством снега. Чем больше его выпадает зимой, тем больший угол нужно делать. Причина в увеличении нагрузки на стропильную систему. Рекомендуется отдавать предпочтение скатам уклоном больше 45°.

Расчет материала для стропил односкатной крыши

Стропильная система — основной несущий элемент для кровли и подкровельных элементов. Недостаточно тщательный расчет или не полностью учтенные нагрузки могут стать причиной провисания или прогиба стропил, что повлечет за собой появление протечек и порчу всей постройки.

Для расчета прежде всего следует определиться с выбором материала. В данном случае следует придерживаться традиционного подхода и использовать обрезную сосновую доску 50 на 150 мм. Такой выбор проверен временем, сосна мало впитывает атмосферную влагу, она легка и достаточно прочна.

Кроме того, надо учесть:

Назначение постройки, в частности — чердачного помещения.
Размеры крыши, длина и угол наклона ската.
Материал кровли.
Количество снега и сила ветра.

Учет этих факторов поможет определить оптимальное расстояние между стропилами, а также рассчитать количество пиломатериала. Если длина ската больше 6,5 м, то потребуется установка дополнительных стоек.

Стандартная величина шага стропил обычно колеблется в пределах 60-70 см, что позволяет делать упрощенный расчет системы. При этом, рекомендуется обратиться к онлайн-калькуляторам, чтобы проверить свои результаты.

Односкатная крыша имеет самую простую структуру, но пространство под ней сложнее использовать в жилых целях. Чаще всего, такой вариант используется для подсобных или вспомогательных построек, когда чердак не рассматривается в качестве жилого помещения.

В таких случаях вес и нагрузка от кровли на стены снижены за счет отсутствия утепляющего слоя, что упрощает строительство, снижает расходы на материалы.

Какие показатели влияют на уклон лестницы?

Как уже было не раз отмечено, что на показатель уклона лестницы влияют ширина и высота ступеней. Низкие ступени и широкая проступь обеспечивают более пологую, но в то же время более громоздкую конструкцию, соответственно, более высокие и узкие ступени позволяют использовать меньшее пространство, так как увеличивается максимальный угол подъема лестницы.

Считается, что оптимальным показателем высоты ступени является 15-18 см. Более высокое значение приводит к возникновению трудностей при перемещении, а меньшее к нецелесообразному укрупнению сооружения.

Ширина проступи определяет непосредственно эффективную глубину ступенек. Подбирается на основании средней длины шага пользователей и технических возможностей помещения. Рекомендованная ширина 27-30 см.

Почти все конструктивные особенности изделия определяет ГОСТ 23120-78 «Лестницы маршевые, площадки и ограждения».