Грамотный расчёт четырёхскатной крыши: подготовка, алгоритм действий, удобные сервисы

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.

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°.

С пологой крыши снег счищать придётся самостоятельно

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

Как зависит угол наклона от выбранного кровельного материала

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.

Возможности обустройства чердака поистине безграничны

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.

Размеры жилого чердака по высоте

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.

Расчет высоты крыши четырехскатного типа

Несмотря на то, что четырехскатная разновидность крыши намного сложнее по конструкции, в расчетах можно воспользоваться параметрами и формулами по принципу расчета высоты двухскатной разновидности.

У четырехскатной крыши имеются две разновидности:

1. Шатровая. В такой конструкции все скаты крыши имеют одинаковые значения длины, площади и идентичны по форме. Такая разновидность используется в регионах с сильными ветрами. Она способна выдерживать сильные порывистые ветры и высокую степень нагрузки.
2. Вальмовая. Скаты представлены двумя треугольниками и трапециями. Такая разновидность требует значительных затрат на материалы для ее сооружения, однако – это идеальный вариант для устройства мансардного этажа. Однако, такая конструкция не подойдет для регионов, где в основанном сильные порывисты ветры. В таких условиях конструкция нуждается в дополнительном укреплении.

Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:

1. В конструкции можно найти прямоугольный треугольник.
2. В найденной фигуре обозначить гипотенузу, которой будут стропила, второй стороной – ширина дома, разделенная на 2.
3. Отталкиваясь от параметра угла наклона( tg угла), вычисляется третья сторона фигуры, которая и представляет высоту.

Высота вальмовой крыши

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.

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

Характерные примеры для расчета высоты конька для различных стропильных систем

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.

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.

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

3

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.

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.

Факторы, влияющие на выбор

Высота крыши дома оказывает значительное влияние на технические характеристики, эксплуатационные характеристики конструкции. Если правильно рассчитать, а затем сделать проект кровли, отвечающий климатическим условиям, характеру использования сооружения, то она прослужит дольше, будет нуждаться в меньшем уходе и обслуживании. При проектировании крыши дома учитывают следующие факторы:

• Количество осадков. Чем больше среднегодовое количество осадков в регионе строительства, тем больше выше должен быть конёк.
• Силу и направление ветра. В ветреных регионах рекомендуется строить малоэтажные сооружения с низкой, покатой кровлей, чтобы ее не срывало от стремительных порывов воздуха.
• Характер использования помещения. Если проект дома предусматривает устройство жилой мансарды, то высота конька должна составлять не менее 2,5 м.

Расчет высоты крыши четырехскатного типа

Несмотря на то, что четырехскатная разновидность крыши намного сложнее по конструкции, в расчетах можно воспользоваться параметрами и формулами по принципу расчета высоты двухскатной разновидности.

У четырехскатной крыши имеются две разновидности:

1. Шатровая. В такой конструкции все скаты крыши имеют одинаковые значения длины, площади и идентичны по форме. Такая разновидность используется в регионах с сильными ветрами. Она способна выдерживать сильные порывистые ветры и высокую степень нагрузки.
2. Вальмовая. Скаты представлены двумя треугольниками и трапециями. Такая разновидность требует значительных затрат на материалы для ее сооружения, однако – это идеальный вариант для устройства мансардного этажа. Однако, такая конструкция не подойдет для регионов, где в основанном сильные порывисты ветры. В таких условиях конструкция нуждается в дополнительном укреплении.

ВАЖНО! В любой из перечисленных разновидностей крыш для расчетов необходимо найти в конструкции фигуру прямоугольного треугольника. Это позволит определить искомые значения.

Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:

Для крыши четырехскатной разновидности подойдет способ, по которому рассчитывают значение высоты двухскатной крыши:

1. В конструкции можно найти прямоугольный треугольник.
2. В найденной фигуре обозначить гипотенузу, которой будут стропила, второй стороной – ширина дома, разделенная на 2.
3. Отталкиваясь от параметра угла наклона( tg угла), вычисляется третья сторона фигуры, которая и представляет высоту.

Высота вальмовой крыши

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор двускатной (двухскатной) крыши предназначен для расчета угла
наклона стропил, количества обрешетки, нагрузки на кровлю, а так же количества необходимого материала
для возведения данного типа кровли. В расчете учтены все популярные кровельные материалы, такие как
керамическая, цементно-песчанная, битумная и металлическая черепица, ондулин, шифер и др.

Все расчеты выполняются в соответствии с ТКП 45-5.05-146-2009 и СНиП «Нагрузки и
воздействия».

Двускатная (двухскатная, щипцовая) – разновидность форм крыш с двумя наклонными
скатами от конька до наружных стен. Данная форма является самой распространенной и самой практичной с
точки зрения стоимости, эффективности и внешнего вида. Опирание стропил происходит друг на друга, а их
пары соединяются обрешеткой. Стены с торцевой стороны такой крыши, имеют треугольную форму, и называются
фронтонами (щипцами). Чаще всего под данным видом кровли устраивается чердачное помещение, освещаемое с
помощью небольших фронтонных окон.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация.
.

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого
пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой в правом блоке.

Как вычислить высоту дымохода и примеры расчётов

Рассчитать высоту трубы относительно конька крыши можно с помощью простой формулы:

где Т – высота трубы, В – высота конька крыши, р – расстояние от конька крыши до центра трубы, число 0,17 – это поправка на расстояние от конька до дымоотводящей трубы.

Сделав необходимые измерения, результаты подставляются в формулу, и тем самым определяется высота трубы относительно конька кровли.

Так, например, если высота конька дома равна 2,6 м, а расстояние от конька крыши до середины дымохода составляет 1,7 м, то высота трубы должна быть следующая:

Ещё один пример, но с другим расстоянием дымохода от конька – 3,2 м, а высота конька такая же, как и в предыдущем примере – 2,6 м:

Зависимость высоты кровли и полезной площади мансарды (чердака) от наклона крыши

Изменение высоты кровли, помимо изменения снеговых и ветровых нагрузок на стропильную систему, ведет к изменению полезной площади помещения под скатами.

Изменение полезной площади в зависимости от высоты кровли

Поскольку полезной высотой мансарды принято считать 2,5…3 м, подъем кровли (с учетом перекрытия мансарды) на высоту более 5 м нерентабелен. С учетом этих параметров для мансардных помещений принимается угол ската от 25о (для односкатных и двускатных построек). Если используется мансардный тип кровли, верхняя ее часть может иметь уклон в 10…20 градусов, нижняя – 50…80.

При этом расположение мансардного помещения может варьироваться в зависимости от типа кровельной системы.

Как видно из иллюстрации, более сложные конструкции с выносными консолями или смещением дают большее полезное пространство. Однако из возведение затруднено большим количество расчетов для расположения стропил и балок, измененной конфигурацией кровли в целом, проблемами с настилом кровельного материала.

При этом учитывается также использование пространства мансарды. Так, если под «аттиковыми» (расположенными между межэтажным перекрытием и наклонной частью мансардного потолка – мауэрлатом) стенами планируется устроить спальные места, высота стены принимается меньше, чем если там предполагается расположить рабочее место или шкаф нормальной высоты.

Устройство аттиковой стены для жилых мансард

Высота аттиковой стены для жилых мансард принимается 60…220 см:

• 80…130 см – удобно размещение кровати, мансардных окон над ней;
• 130…150 см – приемлемо устройство рабочего места;
• 170…190 см и более – нормальная высота помещения, вдоль стены можно ходить.

Таким образом, выбирая в зависимости от конфигурации мебели (оборудования) минимально допустимую высоту аттиковой стены и уклон кровли, можно рассчитать полезную площадь мансарды при известной высоте конька или размере «заложения» (половине ширины дома).

Формулы расчёта стропильной системы двускатной крыши

Расчёт стропильной системы сводится к установлению давления на каждый брус и определению оптимального сечения.

При расчёте стропильной системы двускатной кровли действуют следующим образом:

1. По формуле Qr=AxQ узнают, какова нагрузка на погонный метр каждой стропильной ноги. Qr — это распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги, выраженная в кг/м, A — расстояние между стропилами в метрах, а Q — суммарная нагрузка в кг/м².
2. Переходят к определению минимального сечения бруса-стропила. Для этого изучают данные таблицы, занесённой в ГОСТ 24454–80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры».
3. Ориентируясь на стандартные параметры, выбирают ширину сечения. А высоту сечения вычисляют, используя формулу H ≥ 8,6·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), если уклон крыши α < 30°, или формулу H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), когда уклон крыши α > 30°. H — это высота сечения в см, Lmax — рабочий участок стропильной ноги максимальной длины в метрах, Qr — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги в кг/м, B — ширина сечения см, Rизг — сопротивление древесины на изгиб, кг/см². Если материал произведён из сосны или ели, то Rизг может быть равен 140 кг/см² (1 сорт древесины), 130 кг/см² (2 сорт) или 85 кг/см² (3 сорт). Sqrt — это квадратный корень.
4. Проверяют, соответствует ли величина прогиба нормативам. Она не должна быть больше цифры, которая получается в результате деления L на 200. Под L понимается длина рабочего участка. Соответствие величины прогиба соотношению L/200 выполнимо только при верности неравенства 3,125·Qr·(Lmax)³/(B·H³) ≤ 1. Qr обозначает распределённую нагрузку на погонный метр стропильной ноги (кг/м), Lmax — рабочий участок стропильной ноги максимальной длины (м), B — ширину сечения (см), а H — высоту сечения (см).
5. Когда выше представленное неравенство нарушается, показатели B и H увеличивают.

Таблица: номинальные размеры толщины и ширины пиломатериала (мм)

Пример расчёта несущей конструкции

Предположим, что α (угол наклона крыши) = 36°, A (расстояние между стропилами) = 0,8 м, а Lmax (рабочий участок стропильной ноги максимальной длины) = 2,8 м. В качестве брусьев используется материал из сосны первого сорта, а это значит, что Rизг = 140 кг/см².

Для покрытия кровли выбрана цементно-песчаная черепица, и поэтому вес крыши составляет 50 кг/м². Суммарная нагрузка (Q), которую испытывает каждый квадратный метр, равна 303 кг/м². А для строительства стропильной системы используются брусья толщиной 5 см.

Отсюда вытекают следующие вычислительные действия:

1. Qr=A·Q= 0,8·303=242 кг/м — распределённая нагрузка на погонный метр бруса-стропила.
2. H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/B·Rизг).
3. H ≥ 9,5·2,8·sqrt(242/5·140).
4. 3,125·Qr·(Lmax)³/B·H³ ≤ 1.
5. 3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61.
6. H ≥ (примерная высота сечения стропила).

В таблице стандартных размеров нужно найти высоту сечения стропил, близкую к показателю 15,6 см. Подходящим является параметр, равный 17,5 см (при ширине сечения в 5 см).

Эта величина вполне соответствует показателю прогиба в нормативных документах, и это доказывается неравенством 3,125·Qr·(Lmax)³/B·H³ ≤ 1. Подставив в него значения (3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³), получится обнаружить, что 0,61 < 1. Можно сделать вывод: сечение пиломатериала выбрано верно.

Расчет высоты двускатной кровли

Чем двускатная кровля отличается от односкатной? В геометрическом смысле – тем, что ее сечение сложено из двух прямоугольных треугольников, а не из одного. Если крыша симметрична, то прилежащий катет при угле наклона будет равен не длине стены, а половине этого значения. В остальном расчет идентичен.

Расчет высоты двускатной кровли

Формула расчета высоты двускатной кровли

Зависимость полезной площади мансарды от угла наклона крыши

Кстати:

• Если угол наклона двускатной кровли равен 45°, то высота кровли будет равна половине длины стены;
• Если угол наклона двускатной кровли равен 30°, то длина стропил будет в два раза больше высоты кровли;
• Если угол наклона двускатной кровли равен 60°, то длина стропил будет равна длине стены.