Определение угла наклона односкатной крыши

Классифицировать подобные кровли можно по наличию вентиляции. Исходя из этого бывают следующих типов:

• Вентилируемые. Применяются при строительстве сооружений закрытых типов. Уровень ската будет колебаться в пределах 3-20⁰ . Обустройство вентиляции предполагает наличие пустот в промежутках между гидро- и теплоизоляцией. Она позволяет значительно повысить срок эксплуатации. По бокам сооружения на одном уровне с кровлей обустраиваются отверстия, обеспечивающие постоянный приток воздуха.

• Не вентилируемые. В основном применяются во время строительства террас. Скат составляет 3-6⁰. Сооружение открытого типа требует к себе особого ухода, особенно зимой.

Возможен еще третий вариант, совмещенный. В этом случае наклон односкатной крыши создается минимальный. Достигается экономия материала на строительство. Однако имеются свои недостатки. При обилии снега требуется его постоянная уборка, чтобы снизить нагрузку на кровлю.

Какие силы воздействуют на стропилы и кровельное покрытие?

Перед тем, как приступать к расчету наклона кровли, необходимо понять степень воздействия на кровельное покрытие. Нагрузки бывают двух видов — динамичные и постоянные.

К постоянным нагрузкам относятся те, которые будут воздействовать на кровельное покрытие всегда, вне зависимости от времени года. Сюда относится дымоход, антенна, сам вес кровли и т.д.

Что касается динамичных нагрузок, то это непостоянные величины, т.е. вес, который воздействует на кровлю время от времени. Такое воздействие может оказывать вес человека, который периодически посещает кровлю для проведения каких-либо работ, вес снежных масс и града, воздействие ветра и т.д.

Нагрузка от снежной массы

Если наклон крыши будет составлять 30 0 , то сила воздействия снега будет составлять 50 килограмм на каждый квадратный метр. Если увеличить угол односкатной крыши до 45 0 , то вероятнее всего снег не будет задерживаться на кровле.

Именно поэтому, данное значение следует выбирать, исходя из региона проживания, т.е. ориентируясь на количество выпадаемых осадков.

При этом, если вы хотите, чтобы снег сходил с кровельного покрытия самостоятельно (хотя бы какая-то его часть), то минимальное значение наклона должен составлять 10 0 . Максимальное значение — это 60 0 .

Как бы то ни было, владельцы домов с односкатными крышами каждый год осуществляют самостоятельную уборку кровли от снега, чтобы снизить нагрузку на крышу.

Нагрузка от снега

Нагрузки от ветра

Конструкция односкатной крыши такова, что делают ее всегда низкой частью к подветренной стороне, чтобы снизить нагрузку от ветра.

Нагрузка от ветра

Нагрузки комбинированного типа

Многие люди игнорируют данное обстоятельство, что нередко приводит к неприятным ситуациям. Такой тип нагрузки представляет собой максимальное воздействие, которое оказывается на кровельное покрытие в какой-либо момент.

Представим себе ситуацию, когда на улице снежная буря, т.е. на крышу воздействует одновременно и сильный ветер, и снежная масса. К тому же, человек вынужден лезть на крышу, чтобы поправить антенну или он должен забрать ящик с инструментами, не важно.

Получается, что в дополнение к снегу и ветру прибавляется и вес человеческого тела. Если не учесть данный факт, то кровля может не выдержать.

Влияние климатических факторов

На угол наклона кровли влияет количество снега, выпадающее за зиму в конкретном регионе. Также при проектировании учитываются ветровые нагрузки.

Карта снеговых нагрузок РФ

Все более-менее просто. По данным многолетних наблюдений вся территория РФ разделена на зоны с одинаковой снеговой и ветровой нагрузкой. Эти зоны нанесены на карты, закрашены разными цветами, так что ориентироваться несложно. По карте определяете местоположение дома, находите зону, по ней — значение ветровой и снеговой нагрузки.

Расчет снеговых нагрузок

На карте снеговых нагрузок стоит две цифры. Первая используется при расчете прочности конструкции (наш случай), вторая — при определении допустимого прогиба балок. Еще раз: при расчете угла наклона кровли пользуемся первой цифрой.

Основная задача расчета снеговых нагрузок — учесть планируемый уклон кровли. Чем круче скат, тем меньшее количество снега может на нем удержаться, соответственно, меньшее сечение стропил или больший шаг их установки потребуется. Для учета этого параметра вводятся поправочные коэффициенты:

• угол наклона менее 25° — коэффициент 1;
• от 25° до 60° — 0,7;
• на крышах с уклоном более 60° снеговые нагрузки не учитываются — снег не удерживается на них в достаточных количествах.

Как видим из списка коэффициентов, изменяется значение только на крышах с углом наклона 25° — 60°. Для остальных это действие смысла не имеет. Итак, чтобы определить действительную снеговую нагрузку на планируемую крышу, берем значение, найденное по карте, умножаем на коэффициент.

И все это крыша должна выдержать

Например, рассчитываем снеговую нагрузку для дома в Нижнем Новгороде, угол уклона кровли — 45°. По карте это 4-ая зона, со средней снеговой нагрузкой 240 кг/м 2 . Крыша с таким скатом требует корректировки — найденное значение умножаем на 0,7. Получаем 240 кг/м 2 * 0,7 = 167 кг/м 2 . Это — только часть расчета угла наклона крыши.

Расчет ветровых нагрузок

Влияние снега высчитать просто — чем больше снега в регионе, тем больше возможные нагрузки. Предсказать поведение ветра намного сложнее. Можно только ориентироваться на преобладающие ветра, местоположение дома и его высоту. Эти данные при расчете угла наклона кровли учитываются при помощи коэффициентов.

Карта ветровых нагрузок РФ

Положение дома относительно роза ветров имеет большое значение. Если дом стоит между более высокими зданиями, ветровые нагрузки будут меньше, чем в том случае, когда он находится на открытой местности. Все дома по типу расположения делят на три группы:

• Зона «А». Дома, находящиеся на открытой местности — в степи, пустыне, тундре, на берегах рек, озер, морей и т.п.
• Зона «Б». Дома находятся в лесистой местности, в небольших городках и поселках, с препятствием для ветра высотой не более 10 м.
• Зона «В». Здания, которые находятся в районах плотной застройки, высотой не менее 25 м.

Дом считается принадлежащим к данной зоне, если указанное окружение находится на расстоянии не менее 30-кратной высоты дома. Например, высота дома 3,3 метра. Если на расстоянии 99 метров (3,3 м * 30 = 99 м) находятся только небольшие одноэтажные дома или деревья, он считается принадлежащим к зоне «Б» (даже если территориально находится в крупном городе).

В зависимости от зоны, вводятся коэффициенты, учитывающие высоту здания (приведены в таблице). Потом их используют при расчете ветровой нагрузки на крышу дома.

Например, рассчитаем ветровую нагрузку для Нижнего Новгорода, одноэтажный дом находится в частном секторе — относится к группе «Б». По карте находим зону ветровых нагрузок — 1, ветровая нагрузка для нее 32 кг/м 2 . В таблице находим коэффициент (для зданий ниже 5 метров), он равен 0,5. Перемножаем: 32 кг/м 2 * 0,5 = 16 кг/м 2 .

Но это еще не все. Надо еще учесть аэродинамические составляющие ветра (при определенных условиях он стремиться сорвать крышу). В зависимости от направления ветра и его воздействия кровлю, ее делят на зоны. В каждой из них возникают разные нагрузки. В принципе, в каждой зоне можно ставить стропила разного размера, но так не делают — это неоправданно. Для упрощения расчетов рекомендуют брать показатели из самых нагруженных зон G и H (смотрите таблицы).

Коэффициенты для учета аэродинамической составляющей ветровой нагрузки

Найденные коэффициенты применяют к рассчитанной выше ветровой нагрузке. Если коэффициента два — с отрицательной и положительной составляющей, считается оба значения, а потом они суммируются.

Найденные значения ветровых и снеговых нагрузок являются основой для расчета сечения стропильных ног и шага их установки, но не только. Суммарная нагрузка (вес конструкции кровли + снеговая + ветровая) не должна превышать 300 кг/м 2 . Если после всех расчетов сумма у вас получилась больше, надо или выбирать более легкие кровельные материалы, или уменьшать угол наклона кровли.

Итак, выводы. Рассчитать угол наклона крыши — это, Скорее, выбрать один из возможных вариантов. Важно только чтобы выбор этот оказался правильным.

Существует понятие минимального значения уклона крыши – это минимально допустимый угол наклона кровельного материала относительно горизонтальной плоскости. Значение данной величины указывается в технической документации для каждого покрытия:

Кровельное покрытие

Минимальный угол наклона

Несоблюдение параметров может привести к протечке кровельного пирога, однако, чтобы этого избежать можно предусмотреть:

• Увеличение величины нахлеста для листовых материалов;
• Дополнительную герметизацию стыков с помощью специальных пленок, лент, герметиков;
• Укладку дополнительной гидроизоляции.

Такие меры удорожают стоимость монтажа кровли, поэтому расчет уклона должен проводиться еще на стадии проектирования самого здания. Помимо этого, несоблюдение минимальных величин может лишить домовладельца гарантии на материал.

Зачем измеряют угол уклона покрытия и от каких факторов зависит эта величина

Угол ската крыши — это геометрическое образование пересечения двух плоскостей. Под ними подразумевается горизонтальная плоскость и аналогичная поверхность ската.

Итак, зачем измерять угол крыши:

1. Измерение строительного азимута, в первую очередь, позволяет «прикинуть» целесообразность устройства крыши с учетом выбранного материала кровли, климатических особенностей, предназначения чердака и конструкции самого навеса.
2. К тому же, после проведения расчетов можно не только рационализировать предстоящие финансовые расходы, но и удостовериться в правильности и надежности проектирования, которое не повлечет за собой убытки из-за протеканий, обвалов, трещин стропил и прочих казусов.
3. Уклон крыши принимается в зависимости от двух параметров — первое касается погодных условий и объемов осадков, а второе характеризуется спецификой типа кровли. Соответственно, когда речь идет о северных и снежных районах, тогда будущей крыше придется бороться с приличными нагрузками. С подобными сложностями не по наслышке знакомы жители горных областей.
4. Некоторым крышам приходится выдерживать снежные покровы по 6-8 месяцев в году. В сложившихся условиях владельцам заснеженных домиков существенно упростили жизнь более крутая степень наклона. В свою очередь такие строительные пеленги позволяют вальме рационально бороться с осадками и их последствиями в виде талой воды. Также с таким подходом возрастают размеры полезной площади.

При увеличении угла уклона кровли стоит помнить несколько вещей:

• Значительно увеличиваются расходы на кровельные материалы — возрастает площадь скатов.
• На большие скаты сильнее воздействует ветровая нагрузка. Если сравнивать нагрузку на одном и том же доме с углом в 11° и в 45°, во втором случае она окажется больше почти в 5 раз. Чтобы кровля могла противостоять таким нагрузкам, стропильную систему делают усиленную — ставят балки и стропила большего сечения с меньшим шагом. А это — увеличение ее стоимости.
• Если угол наклона ската больше 60°, снеговые нагрузки не учитываются — осадки скатываются и не задерживаются. Но при устройстве ломанной мансардной крыши снеговые нагрузки учитываются при расчете верхней ее части — там плоскости имеют уклон менее 60°.
• Не все кровельные материалы могут использоваться на крутых скатах, так что внимательно сморите на максимальный угол наклона, с которым могут данные крыши использоваться.

Угол наклона отображен через отношение высоты конька и половины ширины здания

Это не значит, что крыши с малым уклоном лучше. Они обходятся по материалам дешевле — меньше площадь кровли, но имеют свои нюансы:

• Требуют мер по снегозадержанию чтобы предотвратить лавинообразный сход снега.
• Вместо снегозадержателей можно сделать обогрева кровли и водосточной системы — для постепенного таяния снегов и своевременного отвода воды.
• При малом уклоне велика вероятность того, что влага будет затекать в стыки. Это влечет за собой усиленные меры по гидроизоляции.

Так что кровли с малым уклоном — тоже не подарок. Вывод: рассчитать угол наклона крыши надо так, чтобы найти компромисс между эстетической составляющей (дом должен смотреться гармонично), практической (при жилом подкровлельном пространстве) и материальной (расходы необходимо оптимизировать).

Какую систему стропил выбрать

Тип закрепления стропил на стенах определяется величиной уклона крыши, а также нагрузками, которые будут на нее приходиться.

На сегодняшний день существуют такие виды стропил:

• Висячие. Самый лучший вариант, если требуется получить максимально жесткое соединение, но отсутствует возможность установить дополнительный упор под боковыми опорами.

Говоря иными словами, присутствуют лишь наружные несущие стены, а перегородки отсутствуют. Можно сказать, что такая система стропил получается весьма сложной, поэтому ее изготовление должно осуществляться с достаточной ответственностью. Нюансы возникают из-за длинных пролетов и распирающего усилия, которое давит на стены.

• Наслонные. В данном случае вся кровля осуществляет давление, как минимум, на три опоры: две наружные стены и одну, расположенную внутри. Стропила при этом должны быть, как можно плотнее, сечением, как минимум, 5×5 см – для брусков, и 5×15 см – для стропильных ног.
• Скользящие. Такая конструкция предполагает, что одной из опор под стропила будет служить коньковая балка. А для состыковки ее со стропилами применяются специальные металлические крепежи – «скользячки». Они дают возможность стропильной системе в случае усадки стен перемещаться вперед на очень небольшое расстояние, во избежание появления трещин. Это помогает крыше с легкостью выдерживать даже значительную усадку сруба, без появления повреждений.

Шаг 6. Определяемся со стропильной системой

А от выбранного угла наклона крыши и планируемых на ее нагрузок определяемся с видом крепления стропил к стенам. Так, всего таких видов три: висячие стропила, наслонные и скользящие.

Висячие стропила

Висячие стропила – единственный вариант, когда соединение должно быть жестким, но для стропил между боковыми опорами нет возможности сделать опору.

Проще говоря, у вас есть только внешние несущие стены, и никаких перегородок внутри. Скажем, это довольно сложная стропильная система, и к ее строительству нужно подходить с ответственностью. Вся проблема в больших пролетов и в давлении, которое оказывается на стены:

Или как в этом проекте:

Наслонные стропила

Здесь уже вся крыша давит минимум на три опоры: две внешние стены и одну внутреннюю. А сами стропила здесь используются плотные, с сечением не менее 5х5 см брусков и 5х15 см стропильных ног.

Скользящие стропила

В этой стропильной системе в качестве одной из опор служит бревно в коньке. И для соединения с ним стропил используются такие специальные элементы, как «скользячки». Это металлические элементы, которые помогают стропилу при усадке стен немного двигаться вперед, чтобы избежать трещин. Совсем немного! И благодаря этому устройству крыша легко переносит даже достаточно ощутимую усадку сруба, без каких-либо повреждений.

Суть проста: чем больше в стропильной системе узлов, тем она гибче и прочнее. Тем больше односкатная крыша способна выдерживать давление веса кровельного покрытия и снега, и при этом не ломаться. Но есть стропильные системы, где соединение вообще статично:

Порядок монтажных работ

Мoнтaж кpыши нaчинaeтcя c правильной уcтaнoвки cтpoпил. Эта чacть кoнcтpукции постоянно будeт пoдвepжeнa нaгpузкe, значит, oт пpoчнocти и нaдeжнocти кpeпeжa будет зависеть блaгoпoлучиe любoй конструкции.

Установка стропильной системы невозможна без понимания ocнoвной зaдaчи дaннoй строительной дeтaли кpыши и oзнaкoмления co вceми подробностями ее конструкции.

Знaя выхoдныe дaнныe, и используя cхeму coeдинeния всех элeмeнтoв, вполне реально взятьcя caмocтoятeльнo зa этoт oтвeтcтвeнный и трудоемкий этaп строительства.

Собственноручно возведенная односкатная крыша для гаража может послужить хорошей практикой для освоения тонкостей строительной специальности.

Стропила и обрешетка

Стpoпильнaя cиcтeмa односкатной крыши из профнастила призвана cлужить «скелетом» для будущего кpoвeльнoгo мaтepиaлa. Основа дoлжна отражать удapы cтихии, ей пpeдcтoит сопротивляться дoпoлнитeльным нaгpузкам oт вeтpa или всех видов ocaдкoв.

Ocнoвой кapкaca считаютcя cтpoпильныe нoги – это бaлки или cтpoпилa, кoнцами своими упиpaющиеся в «кopoбку» зaдaния.

• изгoтавливаются из хвoйных древесных пopoд;
• тщaтeльнo пpocушивaются (не более 20 % влaжнocти);
• oбpaбaтывaются aнтиceптическим средством:
• и пpoтивoпoжapнoй пpoпиткoй.

Оcтaльныe элeмeнты cиcтeмы можно считать вcпoмoгaтeльными и cлужaщими для обеспечения ee paбoты:

• cтpoпила бaлки coeдиняются пepeмычкaми, чтo обеспечивает дoпoлнитeльную жecткocть;
• уcтaнoвкa cтpoпильной системы для oбъeмнoй кpыши потpeбуeт мoнтaжa дополнительных пoдпopoк, которые зaщитят длинныe «ноги» бaлки oт пpoгибa;
• для хорошего крепления кpoвeльнoгo мaтepиaлa, пepпeндикуляpнo cтpoпилaм монтируется oбpeшеткa из дepeвянных тoнких бpуcкoв.

Уcтaнoвкa cтpoпил в монтаже односкатной кpыши своими руками достаточно проста, поскольку для вcпoмoгaтeльных coopужeний кapкac нe oтягощают cлoжнocтью дизaйнa.

Защита от протечек пологих кровель

При необходимости монтажа профнастила на малоуклонные кровли, выполняется ряд доп.требований:

1. Величину нахлеста рулонных гидроизоляционных материалов увеличивают до 15-20 см.
2. Основание выполняется сплошным, но между листами или досками оставляется 5-10 см зазор для вентиляции и компенсации температурного расширения обрешетки.
3. Нахлест листов увеличивают до 300 см по горизонтали и до 2 гофр – по бокам. Каждый лист крепят как минимум 9 саморезами с резиновыми прокладками.
4. Участки нахлеста на стыках листов полностью промазываются кровельными герметиками. Экономить на них не рекомендуется, нецелевые марки герметиков теряют свои свойства под воздействием жары и осадков через 6-12 месяц и этап приходится повторять.