Как определить высоту конька двухскатной крыши?

Расчет конька двухскатной крыши

Проектирование любой крыши – дело достаточно кропотливое, так как большая часть ударов непогоды – снег, дождь и сильный ветер приходятся в первую очередь на кровельные скаты и стропильный каркас. Даже при том, что по устойчивости и прочности двухскатная крыша считается наиболее оптимальным вариантом для любого малоэтажного здания.

Специалистам приходится неоднократно выполнять расчет высоты конька двухскатной крыши, чтобы подобрать золотую середину между углом наклона ската, объемом подкрышного пространства и парусностью постройки.

На что влияет высота конька

Любой человек, незнакомый с особенностями планировки и расчета двухскатной крыши, интуитивно может догадываться, что высота конька не может выбираться. Это действительно так. От высоты, на которой находится линия стыковки двух скатов, зависят два основных фактора, определяющих жизнеспособность и цену стропильного каркаса крыши:

• Длина стропил. Чем выше поднят конек, тем длиннее стропильные балки;
• С увеличением высоты конька возрастает стоимость балок, доски распорок и подкосов;
• Чем выше конек, тем больше расход кровельного покрытия, пленочной паро и гидроизоляции, утеплителя, подкладочного материала;
• Возрастает парусность постройки, если высота конька превысит определенное расчетом предельное значение, возможна ситуация, когда коробка здания не в состоянии удержать крышу.

В расчетах параметров крыши фактор влияния атмосферных явлений принимается, как один из наиболее важных. От высоты конька зависит не менее важная характеристика – угол наклона скатов крыши, чем выше конек, тем больше уклон.

Увеличение угла наклона на 5 о будет означать, что высота конька и длина ската крыши увеличатся почти на 10%, соответственно, для 10 о увеличение составит почти 30%. Казалось бы, улучшился сход дождевой воды и увеличился объем теплоизолирующего подкрышного пространства. Но одновременно возросла на 30% сила давления ветра. Расчет показывает, что давление скоростного потока воздуха на плоскость обычной двухскатной крыши размером 8х8 м составляет более 1200 кг, что само по себе немало, учитывая прочность стропильных балок. В этих условиях дополнительные 400 кг могут оказаться фатальными для мауэрлата крыши.

Строители не любят высоких коньков. Обычно это означает, что стропильные балки придется закупать по завышенной цене. Получается, чем больше высота конька, тем дороже обходится материал для двухскатной крыши. Для бруса, длиной более 6 м, цена за метр растет почти в арифметической прогрессии. Кроме того, стропильные балки приходится сращивать, а из-за изменения пропорций они становятся чрезмерно гибкими. Чтобы предотвратить слишком большой прогиб, нужно выполнить контрольный расчет деформации каждой балки и обязательно использовать подкосы.

Высоту конька нельзя увеличивать произвольно еще и по соображения устойчивости кровельного покрытия. Перед тем как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, необходимо определиться с видом кровельного покрытия. Большинство производителей выдают рекомендации об оптимальном угле наклона двухскатной крыши для конкретного вида кровельного материала. Например, гибкую черепицу нельзя укладывать на скат крыши с уклоном менее 16 о и более 40 о , а ондулин и металлочерепица не используются на скатах c углом наклона 60-65 о .

Положительные моменты увеличения высоты конька

Основных преимуществ со знаком плюс, возникающих при увеличении высоты конька, всего три:

• Снижение давления снегового покрова;
• Увеличение полезного пространства чердака за счет более высоких потолков;
• Улучшение вентиляции подкрышного пространства, снижение риска затекания дождевой воды под кровельный пирог, уменьшение расходов на утепление за счет более объемной воздушной подушки.

Крыша с высоким коньком идеально подходит для плотной городской застройки, при наличии большого количества осадков в виде снега, дождя и тумана. Такую кровлю зачастую даже не оборудуют полноценной теплоизоляцией, так как воздушный карман чердачного помещения снижает потери тепла в 3-4 раза более эффективно. Но для двухскатных крыш с высоким коньком потребуется особая конструкция фронтонов. Более эффективным решением будет заменить двухскатную крышу полувальмовой датской схемой.

Прежде чем сделать выбор, какой угол для двухскатной крыши подойдет больше всего, уместно будет сравнить те преимущества и недостатки, которые влечет за собой увеличение высоты конька.

Например, насколько важно для хозяев большое пространство чердака. Простой геометрический расчет показывает, что попытка обустроить жилое помещение на втором этаже здания с обычной двухскатной крышей, как правило, неэффективно. В этом случае используется менее половины рабочего пространства.

В то же время стоимость возведения стропильной системы крыши за счет дополнительного количества пиломатериалов и утепления увеличится более чем на 70%. Нужно будет еще раз выполнить расчет сметы, скалькулировать стоимость услуг рабочих, и главное – пересчитать прочность стропильных балок для новой высоты конька.

В итоге получается, что двухскатная крыша с высотой конька более двух высот стен здания выгодна в первую очередь для дачных построек, когда чердак не утепляется и используется только как хозяйственное помещение. Но даже в этом случае высоту конька для двухскатной крыши нужно рассчитывать по науке.

Как определяется высота конька

Если выбор типа кровельного покрытия уже сделан, то для определения высоты конька потребуется сделать расчет или оценку устойчивости кровли к воздействию погодных факторов в данном климатическом поясе.

Принимаем в расчет рекомендации строительной метеорологии

Возможно, вам не придется самостоятельно проверять устойчивость стропильного каркаса при различной высоте конька, это удел профессиональных проектировщиков. Но нужно знать, что расчет выполняется, исходя из статистики метеорологической службы по трем определяющим факторам:

• Преимущественному направлению и средней скорости ветра у поверхности земли и на высоте 7-10м;
• Средней и максимальной толщине снежного покрова в данной местности за последние 70 лет;
• Среднесуточная, максимальная плюсовая и минусовая температура на местности.

Климатические рекомендации, помогающие правильно выполнить проверочный расчет, приведены в строительных нормах СНиПе 23.01.99.

Для расчета потребуются табличные данные из свода правил СП 20-13330-2011, согласно которому территория страны разбита на восемь зон, с примерно равным количеством снега, выпадающего максимально в течение контрольного периода зимы. К первому поясу относят снеговую нагрузку в 80 кг/м 2 , для последнего, восьмого пояса количество снега на одном квадрате может достигать 560-600 кг.

Если сравнивать давление снега на крышу и динамическое давление ветра, то становится ясным, что расчет высоты конька и угла наклона двухскатной крыши должен проводиться в первую очередь по снеговой нагрузке. Для снежных районов высоту конька выбирают так, чтобы угол наклона двухскатной кровли находился в пределах 30-60 о . При больших углах давление снега можно не учитывать.

Но это не значит, что динамический напор ветра можно вообще не принимать в расчет. Например, рассмотрим систему фронтонов двухскатной крыши. При высоте конька в 3 м и ширине основания в 6 м площадь поверхности одного фронтона составляет 9 м 2 . По расчету, при скорости ветра в 10-12м/с на фронтон крыши будет воздействовать горизонтально приложенная сила в 200 кг. Это значит, что даже при небольшой высоте конька у стропильной системы есть шанс быть сложенной, как карточный домик, если в расчете каркаса не предусмотрена установка подкосов и ветровых досок.

Геометрия конька двухскатной крыши

Зачастую у всех, кто впервые соприкасается с темой расчета двухскатной крыши, возникает закономерный вопрос, – зачем нужно выполнять расчет высоты конька, если основные характеристики определяются углом наклона скатов?

По сути, угол наклона используется преимущественно для того, чтобы принять в расчет внешние климатические факторы, а высота конька является сугубо конструкционной величиной. От выбранной высоты конька определяются длина стропил и длина распорок и стоек, удерживающих коньковую балку.

Для выполнения расчета высоты конька используют два способа:

• С помощью тригонометрических функций;
• Табличный способ, по заранее рассчитанным длинам стропил и основания.

Если двухскатная крыша выполнена по симметричной схеме, то для расчета достаточно знать длину заложения или половину основания крыши и угол наклона. Далее по тангенсу определяем высоту конька, как на схеме.

Понятно, что тригонометрические функции очень неудобны и, главное, не наглядны для практической работы. Поэтому в строительных справочных таблицах можно увидеть обозначение угла наклона, как 5:10. Неважно, сколько это градусов, для расчета мастеру достаточно знать, что 5 – это высота конька, а 10 – длина заложения.

Кроме того, опроеделить высоту конька можно графическим или практическим методом. В первом случае используются чертежи или точные эскизы конструкции будущего стропильного двухскатного каркаса. Для строительных расчетов иногда достаточно просто измерить линейкой и пересчитать значения в масштабе чертежа. Несмотря на внешнюю примитивность, это наиболее надежный и проверенный способ расчета. Во втором случае приходится забираться на крышу с рулеткой и отвесом и измерять высоту конька на практике.

К примеру, при сборке двухскатного каркаса необходимо точно вырезать длину стропила и выполнить запил под опорные площадки на коньковой балке и на мауэрлат. На практике данные теоретического расчета длины используют только как справочные. Чтобы выполнить запил, мастер поднимается на крышу, измеряет отвесом и рулеткой высоту конька и длину основания, и только после этого выполняет расчет места запила.

Заключение

С развитием програмных комплексов для разработки и проектирования стропильных каркасов крыш можно получить полную деталировку всех конструктивных элементов стропильной системы с размерами и материалами. Но практические навыки выполнения расчета высот и размеров всегда пригодятся, хотя бы для того, чтобы проверить результаты, выданные машиной.

Два простых способа, как рассчитать высоту крыши

Залог успеха любого начинания – правильный расчёт, и это касается в том числе и строительства крыши. Как рассчитать высоту крыши и что чаще всего влияет на её высоту, как правильно спланировать чердак и узнать, чем отличается конёк от стропила – всё это рассматриваем далее.

Что такое крыша и из чего она состоит

Крыша – основной элемент любого здания. Прямое её назначение – защита от атмосферных осадков и воздействия прямых солнечных лучей летом и от холода в зимнее время года. Но, помимо чисто практического назначения, она несёт ещё и эстетическую функцию. Этот конструктивный элемент дома видно издалека, от его внешнего вида судят о владельцах, а различные дизайнерские решения добавляют жилому зданию неповторимости и уникальности.

Существуют три основных вида крыш:

• односкатная;
• двухскатная
• четырёхскатная.

Самый популярный из этих трёх видов – двухскатный, классическая постройка, внешне напоминающая перевёрнутую раскрытую книгу. Дома с такой крышей можно встретить практически в любом коттеджном посёлке, именно такую сооружают над гаражами и хозяйственными постройками.

Центральный конструкционный элемент кровли – стропила. Это наклонные брусья, которые берут на себя основную нагрузку. Два стропила, соединённые вместе, образуют конструкцию в виде треугольника. Несколько таких треугольников, поставленных один позади другого и соединённые между собой лагами, составляют каркас крыши. На такой каркас укладывается утеплитель и кровельный материал.

Сами стропила крепятся внизу к специальной балке – мауэрлату. Основной способ крепления, при котором сохраняется угол наклона ската – вырубка стропил приблизительно на 1/3 её толщины и закрепления с помощью скоб, болтов, стягивающих брусьев и тому подобных средств на мауэрлате.

Два торцевых «треугольника» принято называть фронтонами. Такое их выделение из общего ряда вполне объяснимо – эти пары соединённых стропил видны снаружи и к их внешнему виду предъявляются повышенные требования.

Нижняя часть стропил, выходящая за пределы коробки дома, образует карниз, который не даёт скапливаться дождевым лужам и кучам снега прямо у стены, а выносит их на некоторое расстояние.

Ребро в месте соединения двух наклонных поверхностей называется коньком, а непосредственно сам горизонтальный брус, на который опираются стропильные ноги – коньковый брус или коньковый прогон.

От чего зависит высота крыши

Расчёт высоты крыши сводится к нахождению оптимального угла наклона составляющих её плоскостей. На эту цифру влияют несколько факторов, каждый из которых либо повышает, либо понижает высоту навеса. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Атмосферные осадки

Здесь скорее принято говорить не о дожде, ведь жидкая вода стекает с поверхности с любым углом наклона, а о снеге, точнее снеговой нагрузке. Дело в том, что накопившиеся за зиму на крыше массы снега весят очень много и прибавляют дополнительную нагрузку на несущие конструкции крыши. Поэтому лучше всего, чтобы снег не задерживался на крыше, а падал на землю под действием силы тяжести. Это тем более актуально в тех регионах, где выпадают значительные снежные осадки. Для таких областей оптимальный угол ската крыши – не менее 45°.

Ветровая нагрузка

Сильный порывистый ветер, который преобладает на местности, требует, чтобы крыша была наоборот, более покатой и пологой, не более 20° к горизонту. Это объясняется тем, что высокая крыша увеличивает свою парусность. Массы воздуха давят на такую крышу, а значит, и на несущие конструкции, сильнее, все элементы испытывают повышенную нагрузку. Опаснее всего порывистый ветер. Он норовит сорвать крышу с места, разрушить кровлю.

Кровельный материал

Чем меньше элемент кровли, тем более высокую крышу он для себя требует. Это вполне объяснимо: маленькая черепица имеет гораздо больше линий, за которые может зацепиться снег, и соответственно, нарасти снеговая шапка. Поэтому для такой кровли лучше всего больший угол наклона. В сущности, на упаковке любого кровельного материала указывается наиболее оптимальный угол наклона крыши, поэтому здесь не существует каких-либо определённых тенденций.

Несущая способность и материальные затраты

Увеличение высоты крыши увеличивает и нагрузку на несущие конструкции. Вместе с этим растёт и площадь самой крыши, что влечёт за собой увеличение расходов на кровельный материал, стропила и каркасные элементы, призванные укрепить всю конструкцию.

Чердак

Перед тем, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, необходимо определить, как именно будет использоваться пространство под кровлей. Чаще всего в хозяйственных постройках и гаражах нет потолка, и, зайдя в такое здание, можно увидеть стропила и несущие элементы навеса.

Однако в жилых домах чаще всего верх комнат отделен от подкрышного пространства перекрытием, которое одновременно является полом для чердака.

Использовать получившееся помещение под крышей можно двумя способами: как нежилое (как правило, в качестве склада) или как жилое. В любом случае к таким помещениям предъявляются свои особые требования:

• Даже нежилой чердак требует периодического технического обслуживания.

Да и при использовании его как места хранения различного инвентаря домовладельцу может понадобиться подняться на чердак. В этом случае под крышей должен иметься проход высотой не менее 160 см и шириной 120 см.

Если кровля имеет сложную форму и обеспечить такие размеры прохода не представляется возможным, то можно сократить его высоту и ширину на 40 см.

• Жилой чердак предполагает, что здесь постоянно будут находиться люди.

Такие помещения конструируются двухъярусными, когда более высокое нижнее отделено от маленько верхней части своеобразным потолком. В любом случае, высота подбирается по самому высокому владельцу дома.

К этому значению необходимо ещё прибавить 40 см, чтобы членам семьи было максимально комфортно и удобно перемещаться по мансарде. Как правило, итоговая высота жилого чердака оказывается равной 2,20 – 2,30 м.

Собственно, именно к поискам «золотой середины» и сводится все изыскания, отражённые в настоящем разделе. Крыша не должна быть слишком крутой, чтобы её не сдул резкий порывистый ветер, но и не слишком пологой, чтобы снег зимой н лежал на ней толстым слоем. К тому же, всё это вдобавок не должно сильно ухудшать условия проживания внутри чердака, если владелец намерен использовать его в качестве дополнительного жилого помещения.

Теперь, когда рассмотрены основные моменты, на которые стоит ориентироваться при выборе угла наклона поверхности ската крыши, можно приступать к непосредственному расчёту её высоты. Существует два метода, как рассчитать высоту крыши по ширине дома: графический и математический, но оба они основаны на предположении, что крыша будет построена симметричной, то есть две её половины абсолютно ничем не будут отличаться друг от друга.

Способы расчёта высоты крыши

Когда приступают к строительству дома, его основные параметры — длину, ширину и высоту стен — определяют в самом начале проектирования, как и планировку комнат. Что касается крыши, то её рассчитывают в последнюю очередь, и далеко не всегда правильно. Между тем от этого зависит не только эстетическая составляющая, но и сугубо практические моменты – ведь крыша призвана защищать дом от непогоды, а значит, быть достаточно прочной и иметь правильные углы наклона, чтобы выдерживать снеговые и ветровые нагрузки.

1. Зачем определять высоту
2. Критерии, от которых зависит высота конька 2-скатной крыши
3. 1. Атмосферные осадки
4. 2. Ветровая нагрузка
5. 3. Кровельный материал
6. 4. Несущая способность, материальные затраты
7. 5. Необходимость создания чердака
8. Как рассчитать высоту крыши по отношению к ширине дома
9. Как правильно рассчитать высоту конька двухскатной крыши
10. Расчёт высоты для кровли четырёхскатного типа

Зачем определять высоту

Многие при расчёте высоты кровли руководствуются не точными расчётами, а собственными представлениями о пропорциях, которые до этапа строительства могут быть не только весьма приблизительными, но и неправильными, о чём можно будет узнать уже на поздних стадиях строительства, когда переделка будет весьма трудозатратной и финансово обременительной.

Поэтому параметры крыши следует определять не на глаз, а руководствуясь определёнными правилами. Давайте для начала определимся с общепринятой терминологией. Коньком называют верхнее ребро кровли, а высота конька дома – это расстояние, измеряемое между серединой основания конструкции крыши и её верхней (наивысшей) точкой.

Этот параметр влияет на угол наклона скатов: чем ниже высота конька, тем более пологим будет скат, и наоборот. В регионах с большим количеством осадков рекомендуемый угол наклона скатов – 45-50°.

От высоты крыши и угла наклона ската зависит площадь поверхности кровли. Чем больше высота конька, тем больше кровельных материалов потребуется для её перекрытия. От геометрии крыши зависит и несущая способность её каркаса – правильный расчёт необходим хотя бы для того, чтобы под весом кровельного материала и снежного покрова крыша не обвалилась.

Критерии, от которых зависит высота конька 2-скатной крыши

Строго говоря, расчёт высоты кровли представляет собой вычисление оптимального угла наклона, которая выбирается, исходя из нескольких факторов.

1. Атмосферные осадки

В принципе дождь не относится к осадкам, которые способны задерживаться на крыше: даже минимального наклона достаточно, чтобы вода стекала на землю. Другое дело – снег. Если его выпадает много, и он липкий, то при недостаточном угле наклона ската будет накапливаться на поверхности кровли, грозя её обрушить. Поэтому для северных регионов покатые крыши – это плохо, угол ската должен быть не менее 45°. В малоснежных областях это значение может быть намного меньше, до 20°.

2. Ветровая нагрузка

Сильные ветры – фактор, который тоже нельзя не учитывать. Мощные воздушные массы, движущиеся с большой скоростью, способны нанести основательный урон кровле, стремясь её разрушить, и здесь большой угол ската является нежелательным, поскольку увеличивает парусность конструкции. Чем более пологим будет скат, тем меньшее давление на крышу будут оказывать ветры. Так что в ветреных регионах рекомендации противоположные – пологость не должна превышать 20°.

3. Кровельный материал

Казалось бы, зависимости высоты крыши от используемого кровельного материла не должно быть, но это не так. Чем меньше площадь единицы кровли, тем большей должна быть её крутизна: у маленькой черепицы будет намного больше соединительных элементов, которые будут служить снегу опорой, чем, к примеру, у шифера, имеет значение и шероховатость поверхности: на гладкой у снега меньше шансов задержаться. Имеет значение и удельный вес материала: например, натуральная черепица сама по себе намного тяжелее, чем металлочерепица или ондулин.

Обычно на упаковке кровельного материала указывается рекомендуемый угол наклона, по которому можно вычислить высоту крыши.

4. Несущая способность, материальные затраты

Чем выше крыша, тем более прочной должна быть несущая конструкция, поэтому потребуется использование более массивных брусьев для стропил или дополнительное укрепление каркаса конструкции. При этом и кровельного материала потребуется больше, что приведёт к увеличению сметы по этой статье.

5. Необходимость создания чердака

Односкатная крыша не предполагает наличие чердака, но такими конструкциями обычно оснащают постройки хозяйственного назначения. Двухскатная крыша уже предполагает наличие какого-никакого чердачного помещения, а будет оно использоваться или нет – вопрос другой.

Многие используют чердак для хранения габаритных и ненужных вещей. В этом случае он не сильно влияет на высоту крыши. Другое дело, если планируется использование чердачного помещения как жилого – в этом случае придётся учитывать удобство проживания, чтобы на большей части помещения можно было ходить в полный рост. Впрочем, и для складского чердака существуют требования противопожарной безопасности: он должен иметь сквозной проход шириной не менее 120 см и высотой 160 см.

Как рассчитать высоту крыши по отношению к ширине дома

Как правило, в поперечном сечении крыша представляет собой равнобедренный треугольник. Как вычислить в таком случае высоту конька крыши, зная ее уклон?

Если обозначить ширину дома как а, то высота крыши b будет определяться формулой b=a/2*tg(α), где α – угол уклона ската, обычно от 20 до 50°. Значение тангенса tg(α) можно найти, воспользовавшись любым инженерным калькулятором или онлайн-калькулятором. Например, прямо в поиске яндекса находим, что тангенс 30 градусов = 0.577. При ширине дома 10 м и уклоне ската 30 градусов высота конька равна 10/2*0.577*=2.88 м.

А как быть, если уклон ската пока неизвестен? В следующем видео рассказывается о «дедовской мудрости», которая гласит, что высота конька должна быть около 1/3 ширины дома. По этой рекомендации при той же ширине дома 10 м получается высота конька около 3.3 м, а уклон ската равен arctg (3.3/5) = 33.8 градуса.

Как правильно рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Чтобы высчитать оптимальную высоту конька двухскатной крыши с наибольшей точностью, от вас потребуются минимальные знания тригонометрии и умение переносить масштабы и пропорции с бумаги на строительную площадку.

Итак, высоту крыши можно определить математическим способом или используя графический метод.

1. С математической формулой расчёта высоты конька вы уже знакомы, мы приводил формулу выше. При этом стоит ориентироваться на угол ската, который рекомендован производителем кровельного материала, с учётом технических особенностей конструкции каркаса.

2. Графический метод заключается в построении схемы будущей крыши в масштабе. Он более наглядный, но не отличается высокой точностью.

Здесь требуется небольшое, но важное уточнение: перечисленными методами вы рассчитаете не точную высоту конька, а примерную. Истинные размеры будут зависеть от конструкции верхней части стропил, вернее, способа их монтажа. Если это технология висячих стропил, то никаких корректив в полученное значение высоты кровли вносить не нужно.

При использовании наслонных стропил, когда верхняя часть стропила ложится выше линии конькового прогона, к расчётной высоте крыши следует прибавить 2/3 толщины стропильного бруса, поскольку глубина врубки обычно составляет 1,3 от толщины бруса.

Что касается обрешётки, то она в расчёт не принимается, хотя может вносить свои коррективы в размеры конструкции, в том числе высоту крыши. В любом случае отклонения от расчётов в пределах 5-8 см не критичны, поскольку практически не влияют на характеристики кровли.

3. Узнать высоту конька двухскатной крыши можно и с использованием практического способа. Такой метод популярен в Северной Америке, где в фаворе возведение каркасных одноэтажных домов. Но по своей сути метод фактически такой же, каким пользуются в других странах.

Но есть один технологический нюанс: нижние пятки стропил крепятся к мауэрлату методом врубки, а верхней опорой служит коньковая доска. Если не следовать этому правилу, уклон ската может оказаться выходящим за границы значения, рекомендуемого производителем используемого кровельного материала.

Итак, чтобы вычислить, какой должна быть высота фронтона крыши практическим способом, нужно придерживаться следующей инструкции:

• рисуем схему дома, желательно в масштабе 1:100, с указанием точных габаритов коробки.
• центр пролёта определить несложно, от него проводим линию, которая будет осью симметрии конструкции кровли;
• используя транспортир, помечаем точку с нужным углом ската, поместив центр инструмента в один из углов коробки. Чертим линию, делаем то же самое с другой стороны;
• в месте пересечения мы получим верхнюю точку подъёма – это минимальная высота конька будущей двухскатной крыши;
• затем проводим пунктирные линии параллельно полученным ранее, они должны пересечься вы точке, разделяющей высоту коньковой доски пополам;
• подъём уменьшаем на глубину врубки стропил снизу, то есть на 1/3 толщины доски;
• результат увеличиваем на ширину коньковой доски и затем к полученной точке прочерчиваем коньковую стойку;
• завершающий этап – черчение с учётом масштаба стропильной ног, взяв в расчёт то, что она будет располагаться на 1/3 ширины ниже из-за врубки.

Получается, что итоговая высота конька будет равна высоте подъёма плюс 2/3 толщины стропила.

Отметим, что на практике высота и другие размеры, возможно, не совпадут с расчётными, но небольшая погрешность, как мы уже отмечали, допустима.

В случае наличия мансарды расчётная высота конька может оказаться недостаточной для свободного перемещения в мансардном помещении. Тогда используют такой приём, как приподнятие точки примыкания кровли к мауэрлату, при этом угол и пропорции останутся неизменными.

Расчёт высоты для кровли четырёхскатного типа

Хотя четырёхскатная крыша характеризуется более сложной конструкцией, общий принцип расчётов такой же, как для двухскатного аналога. Хотя четырёхскатные кровли имеют немало разновидностей, наиболее распространёнными считаются две: шатровые и вальмовые.

Для шатрового типа кровли характерны одинаковые формы всех четырёх граней — треугольник. Именно шатровая кровля имеет наилучшую сопротивляемость высоким ветровым нагрузкам, поэтому в северных и горных регионах преобладают дома с именно такой конфигурацией.

Вальмовая конструкция имеет два ската в виде наклонных треугольников и два в форме трапеций. Подобный вариант – наихудший с точки зрения экономии строительных материалов, но при желании иметь мансардный этаж это лучшее из возможных решений. В местностях с сильными ветрами такая конструкция нежелательна. Но если очень хочется, придётся озаботиться дополнительным укреплением каркаса конструкции.

Приводим алгоритм, разъясняющий, как правильно рассчитать высоту любой разновидности четырёхскатной крыши, а также длину стропил и площадь скатов (обозначения см. на рисунках выше):

• высоту крыши определяем по формуле h=(b*tg(α))/2;
• длина боковых стропил определяется по формуле e=b/2cos(α);
• для вальмовой конструкции длина стропил вычисляется с использованием теоремы Пифагора:

Наконец, площадь кровли рассчитывается как сумма площадей всех скатов (четырёх треугольных или двух треугольных и двух прямоугольных):

Кроме рекомендаций относительно используемых кровельных материалов, желательно принять во внимание данные метеорологических служб, которые можно получить для данной местности, обращая внимание на годовые или сезонные показатели интенсивности осадков и скорости ветров.

Как рассчитать высоту конька для двухскатной крыши

Процесс подбора наилучших параметров двухскатной крыши — это всегда поиск компромисса между желаемой формой каркаса, стремлением получить красивую высокую конструкцию и требованиями по обеспечению прочности и устойчивости кровли. Кроме того,размеры двухскатной крыши придется увязывать с погодными «фокусами» местного климата и собственными финансовыми возможностями.

От чего зависит высота конька двухскатной крыши

Чтобы получить долговечную и красивую конструкцию, прежде всего,необходимо выбрать оптимальный угол наклона двухскатной крыши. Это базовый параметр, его нужно подобрать, исходя из следующих критериев:

• Прочности стропильной системы, чем выше угол, тем меньше нагрузка на каркас от снега, быстрее и эффективнее удаляются осадки;
• Наличие сильных ветров, правильно подобранный угол помогает снизить давление на скат кровли;
• Высота и размеры чердачного пространства. Чем больше объем воздушной подушки чердака, тем теплее получится двухскатная крыша. Если правильно рассчитать и спланировать высоту коньковой балки, чердак вполне можно превратить в дополнительную жилую комнату.

На какой угол для двухскатной крыши приходится оптимальная высота конька

В отличие от процесса проектирования, при непосредственном строительстве достаточно сложно работать с угловыми величинами. Чтобы непосредственно определить и точно выставить угол наклона ската, потребуется точная измерительная техника. Вместо угла наклона стропильных балок проще использовать линейные величины, например, длину стропил, размер пролета или высоту конька. Искомый угол наклона в таком случае легко рассчитать по тригонометрическим формулам, измерив высоту конька и расстояние между опорами стропил на мауэрлате.

Климатические и технологические ограничения на высоту конька двухскатной крыши

Для местности, где главным фактором является открытое пространство, соответственно, сильные ветровые нагрузки, высоту конька чаще всего рассчитывают, исходя из рекомендаций производителя кровельного материала.

В таких условиях основным фактором, определяющим устойчивость двухскатной крыши, является ветровая нагрузка. Дождевая вода и мокрый снег не представляют особой угрозы из-за сметающего эффекта горизонтальных воздушных потоков, поэтому в увеличении угла наклона кровельной конструкции нет необходимости. Мало того, при значительной высоте конька резко увеличивается парусность двухскатной крыши и давление на стены здания.

Уменьшать высоту коньковой балки до минимума специалисты не рекомендуют. Во-первых, это значительно снижает теплоизоляционные качества двухскатной крыши и уменьшает объем полезного пространства на чердаке.

Во-вторых, крышу с уменьшенной высотой конька воздушные потоки уже не придавливают к коробке здания, а стремятся опрокинуть или оторвать от опорной поверхности. Такая ситуация значительно хуже ситуации с парусностью, так как двухскатная кровля не рассчитана на избыточное внутреннее давление. В третьих, отдельные виды кровельного материала нельзя укладывать на скатах кровли с предельно малой высотой конька. Если возникает такая ситуация, то лучше обратиться за консультацией к специалистам по конкретному виду кровельного материала, которые помогут рассчитать запас прочности и способ укладки.

Если на местности фиксируется большое количество осадков в виде мокрого снега, высоту подъема конька двухскатной крыши и, соответственно, крутизну скатов рассчитывают по следующей схеме:

1. Определяется максимальное количество мокрого снега, выпадавшего в данной местности в течение последних десятков лет;
2. Исходя из будущих размеров коробки дома и финансовых возможностей, определяют максимальный размер стропил и несущую способность каркаса кровли при установленной толщине снежного покрова. Количество стропил, высота подъема и шаг рассчитываются на основании методики, изложенной в СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия» ;
3. Если размер бруса под стропила получается непомерно большим, необходимо увеличивать высоту конька, но так, чтобы угол наклона двухскатной крыши не превысил оптимальные значения для выбранного кровельного материала.

При расчете нагрузки на стропила принимают, что при высоте конька, обеспечивающей угол наклона более 60 о , вес снежной массы на поверхности двухскатной крыши можно не учитывать. При соотношении высоты конька над горизонтом мауэрлата к расстоянию между нижними опорами стропил меньше, чем ¼, давление снега на кровлю учитывается в полном объеме. В промежуточном положении при увеличении угла наклона двухскатной крыши от 20 о до 60 о поправочный уменьшающий коэффициент меняется монотонно от 0,7 до 0,1.

Оптимальная высота конька двухскатной крыши

Зачастую решение об увеличении высоты конька принимается не для снижения нагрузки на кровлю, а для увеличения полезного пространства чердачного помещения. Польза от такой модификации, на первый взгляд, очевидна. Можно увеличить объем полезного пространства и обустроить, например, мансарду и даже балкон. Оценить изменения формы и размеров подкрышного пространства относительно просто по приведенной на рисунке диаграмме.

Прежде чем принимать решение, попробуйте рассчитать геометрию последствий увеличения высоты конька. Рассмотрим в качестве примера изменение характеристик высоты и размеров двухскатной крыши для самого небольшого здания размером 6х4м и высотой стен 2,5м. Эскиз конструкции крыши приведен на рисунке.

При оптимальной высоте конька над плитой перекрытия в 2 м длина стропильной балки составит 2,9 м. При этом полезное пространство под двухскатной крышей составит всего 4х1,8х0,5 м . Этого достаточно для вентиляции и проведения работ по утеплению кровли. Ширина используемого полезного пространства при желании может быть увеличена до 1,5 м. На этой площади можно организовать спальню или комнату отдыха, для чего, собственно, и используется мансарда.

Угол наклона в 45 о при высоте конька в 2 м обеспечивает оптимальную прочность конструкции, если правильно подобрать материал и рассчитать расход балки на постройку стропил, то можно получить очень умеренную стоимость стропильной системы, прежде всего, за счет отсутствия подкосов и распорок.

Можно попытаться увеличить ширину комфортной зоны мансарды с 0,5 м до 1,5 м. В этом случае высота конька и угол наклона двухскатной крыши увеличится до 3,6 м и 60 о соответственно. Доступное к использованию пространство увеличилось с 1,5 м до 2,5 м, зона комфорта, или площадь, в пределах которой можно ходить, не нагибаясь, составляет 1,5 м, что вполне соответствует средним параметрам мансарды для дачного дома.

Длина стропил увеличилась с 2,9 м до 4,2 м. Предполагается увеличение стоимости бруса для каркаса двухскатной крыши на 30% за счет необходимости установки дополнительных силовых элементов – ригелей и подкосов. Если правильно рассчитать нагрузки и способ крепления, конструкция будет такой же прочной, как и в предыдущем варианте.

Если подробно рассчитать общую стоимость двухскатной крыши с высотой конька в 3,6 м, можно увидеть увеличение стоимости строительства на 45-50%. Большая часть увеличения затрат приходится на кровельные материалы.

Альтернативный вариант

Большинство специалистов рекомендует для обустройства мансарды ломаную конструкцию кровли. Условная схема такой конструкции приведена рисунке. Чем двухскатная крыша с высоким коньком лучше или хуже ломаной схемы.

Даже беглое сравнение двух вариантов, без попыток рассчитать точные характеристики, позволяет сделать определенные выводы.

Размер полезной площади мансарды в ломаном варианте крыши больше, чем у двухскатной схемы с увеличенной высотой конька на 15%, количество бруса и кровельных материалов затрачено больше на 19% и 7% соответственно. Стоимость работ у ломаной схемы на 30-33% выше. Двухскатная конструкция кровли получается выше на 0.8 м, но при этом центр тяжести каркаса находится ниже центра давления, что позволяет ей быть устойчивее при сильном ветре, несмотря на то, что угол наклона стропил в 60 о выше, чем угол верхнего ряда ломаной кровли.

Кроме того, большие воздушные «мешки» над потолком и в боковых стенах мансарды двухскатного варианта хорошо утепляют и звукоизолируют помещение. Для длительного пребывания в помещении мансарды больше подойдет ломаная схема из-за увеличенного комфорта. Тогда как для дачного домика или бани вполне реально использовать конструкцию классической двухскатной крыши с увеличенной высотой коньковой балки.

Приведенное сравнение справедливо только для малоразмерных двухскатных и ломаных схем. По мере увеличения размеров дома двускатный вариант крыши с увеличенной высотой коньковой балки становится значительно дороже, чем стоимость аналогичной по размерам ломаной схемы.

Заключение

Надо отметить, что расчет потребной высоты конька в огромной степени зависит от типа кровельного материала. На скате с углом наклона в 60 о прекрасно укладывается подавляющее большинство кровельных материалов, от черепицы до ондулина. Из-за того, что скат крыши представляет собой единую плоскость, уложенная кровля обладает значительно более высокой стойкостью к любым формам осадков. Ломаные конструкции зачастую страдают протеканиями дождевой воды при сильном дожде с ветром именно на линии излома.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

В самом начале работы по проектированию конструкции крыши своего дома или какого-либо здания хозяйственного назначения перед владельцем обязательно возникнет ряд первоочередных вопросов. Это, прежде всего, сама разновидность стропильной системы, угол наклона скатов, планируемое кровельное покрытие, высота конструкции в коньковой части.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

Эти вопросы только на дилетантский взгляд кажутся разноплановыми, а на самом деле – они тесно переплетены между собой, взаимозависимы один от другого. Так, например, различные типы кровельного покрытия имеют свои ограничения по углу крутизны скатов, а тот в свою очередь напрямую зависит от высоты конька крыши. Предлагаем применить представленный ниже калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы. Он не только поможет рассчитать нужные параметры, но и даст возможность оценить различные варианты, чтобы проще было принять наиболее приемлемое решение.

Калькулятор расчёта высоты конька стропильной системы

Пояснения по проведению расчетов.

Если рассмотреть любую стропильную систему, то ее можно разложить на треугольники, подчиняющиеся строгим законам тригонометрии. Так, высоту конька можно рассматривать одним из катетов прямоугольного треугольника с гипотенузой, являющейся линией, определяющей направление и крутизну ската кровли. Примеры для нескольких типов крыш приведены на схеме ниже.

Цены на крепления для стропил

1 – односкатная система.

2 – простая двускатная система.

3 – вальмовая система.

4 – шатровая система.

В любом из представленных случаев определяющими величинами будут являться:

• Угол крутизны ската. Обратите внимание, что гипотенуза треугольника, определяющая направление и крутизну ската у разных систем проложена со своими особенностями, что необходимо учитывать при расчете.
• Ширина здания. Если при односкатной стропильной системе она берется полной, то для трех других разновидностей крыши – делится надвое.

Калькулятор позволит решить и «прямую», и «обратную» задачи:

• По заданному углу крутизны кровли определить высоту конька, чтобы выйти на расчетное значение уклона.
• По уже предполагаемой или имеющейся высоте конька определить угол наклона, чтобы принять решение в пользу того или иного кровельного покрытия.

После того как будет рассчитана высота расположения конька (или конькового узла – для шатровой крыши), можно перейти к вычислению длины стропильных ног – для этого имеется специальный калькулятор.

Какую стропильную систему выбрать?

Выбор типа крыши зависит от многих критериев, от рациональности и экономичности до чисто декоративного подхода. Подробнее об устройстве различных стропильных систем: односкатной , двускатной , вальмовой , шатровой – в отдельных публикациях нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

2.6

Игорь

Добрый день! Пожалуйста подскажите,- какой вид пароизоляции (тип A,B,C,D) я должен приобрести,или быть может это будет просто полиэтиленовая плёнка для изоляции пришиваемых досок (в моём случае6 30_ка) к верхним балкам перекрытия в бане.И как правильно изоляция стелится под балки,потом доски,или на доски снизу изнутри бани,никак не могу разобраться,нет точных определений,кто что твердит.И какой стороной крепиться изоляция?Пожалуйста ответьте более точно,у нас стропильная система уже сделана и ребята хотят подшивать доску,но никто точно не знает на доски,под доска на брус,под брус и.т.д Спасибо.

Евгений Афанасьев

Игорь, здравствуйте!
Как следует из вашего вопроса — вы работаете над баней?. В таком случае вам не подойдут указанные типы пароизоляций (тип A,B,C,D), а необходим фольгированный материал с индексом F. Если речь идет об Изоспане, то это FB — на основе крафт-бумаги, FD или FS — на основе полипропиленовой пленки. А вот FX на базе вспененного полиэтилена подойдет для предбанника или моечной, а для парной — уже нет, так как невысока верхняя граница его термостойкости.
Материал — всегда фольгой в сторону помещения.
Теперь — о его месте. Смотря чем вы можете пожертвовать. Пароизоляция должна защитить деревянные детали конструкции от переувлажнения со всеми вытекающими последствиями. Понятно, что балки перекрытия защищать надо то есть слой изоляции — однозначно под ними.
Доска 30-ка нашивается прямо на балки, так? Безусловно, «жертвовать» такой толстой доской — вроде бы жалко, то есть пароизоляция должна разместиться ниже ее.
Но и оставлять фольгированный потолок в бане — не хочется, то есть можно закрыть пароизоляцию затем слоем вагонки или тонкой доски. Вот этот, самый нижний, слой уже не будет иметь полноценной защиты от пара, то есть и будет выступать в роли «жертвы», которую не жалко будет поменять через несколько лет активного пользования баней.