Как рассчитать высоту крыши (конька) для двухскатного и вальмового (четырехскатного) типа кровли по отношению к ширине дома

Содержание

 

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.

Как рассчитать высоту крыши

Содержание

  • Как рассчитать высоту крыши
  • От чего зависит высота конструкции и что учитывают, выполняя предмонтажные вычисления
  • Какие распространены типы современных кровельных конструкций
  • Конёк и определение рациональных углов наклона скатов
  • Примеры вычислений, которые несложно выполнить самостоятельно
  • Куда можно обратиться за помощью — онлайн-ресурс и консультанты
  • Полезные рекомендации

Что важно знать для расчетов и чем грозят ошибки

  1. Типы и формы современных крыш
  2. Коньковый прогон и углы наклона скатов
  3. Расчеты высоты крыш разных форм
  4. Расчет кровли с помощью онлайн-ресурсов
  5. Что учитывать, приступая к расчетам крыши

высота крыши

Завершающим этапом строительства любого дома (будь это просторное основное жилище или небольшой дачный домик) становится обустройство крыши. Именно она придает экстерьеру презентабельный и завершённый облик. Но при этом выполняет очень важную функцию – сохраняет тепло, создает уютную, максимально комфортную и приятную атмосферу внутри. Именно этот элемент любого строения без преувеличения называют одним из важнейших.

 

От чего зависит высота конструкции и что учитывают, выполняя предмонтажные вычисления

Как рассчитать высоту крыши
 

Особенно важно знать, как сделать расчет высоты крыши дома, причем точно понимать, как сделать это правильно. Именно поэтому нужно уделить некоторое время на изучение данного вопроса. Неточности, допущенные в предмонтажных вычислениях, приводят к серьёзным проблемам, с которыми потом слишком сложно справиться. Часто для устранения ошибок приходится приступать к работам по обустройству кровли заново.

Например, если скаты выполнены с малым углом наклона, то такой конструкции будут причинять серьёзный вред зимние снегопады (из-за скопления снега есть риск того, что произойдет пролом кровли). Логично предположить, что можно просто делать высокий конёк и все проблемы будут решены. Но и это не так, ведь слишком высокая крыша наиболее всего уязвима к порывам ветра.

Таким образом, рассчитать высоту крыши и углов наклона скатов, а также обустройство кровли, необходимо помнить, что на ее высоту значительное влияние оказывают:

  • общая квадратура сооружения;
  • климатические условия (как вы уже догадались, в регионах со снежными зимами не рекомендуются покатые крыши, оптимальные для тёплых континентов);
  • материал для обустройства кровли, а также обрешетки;
  • выбранная форма;
  • высота основного здания;
  • личные предпочтения и вкусы хозяина.

На параметры конструкции во многом влияет и ряд других факторов, например, прямая зависимость есть от слоя положенного утеплителя или установки снегозадержателей. Размеры конька связаны с особенностями стропильной системы, но вместе с этим могут увеличить общую площадь кровли и количество требующихся для её обустройства материалов.

Всё описанное выше подтверждает тот факт, что от размера крыши зависит прочность конструкции, долговечность её эксплуатации, эстетичность и гармоничность внешнего облика постройки. 

Какие распространены типы современных кровельных конструкций

 

расчет высоты крыши
 

Тип крыши оказывает самое прямое влияние на расчет и используемые для него формулы, а также на величину и, следовательно, на расход материала, который нужно приобрести для обустройства кровли.

Сегодня чаще всего возводятся такие конструкции:

  • односкатная (её предпочтительнее использовать для хозяйственных построек);
  • двускатная (самая популярная для жилых домов);
  • четырехскатная. Тоже отличный выбор для жилых сооружений. Здесь предусмотрены многообразные варианты: эффектные шатровые (характерная черта которых – одинаковый размер и форма всех скатов) или сложные вальмовые (их особенностью является участие двух треугольных вальм и двух скатов с изломом (формы трапеции));
  • мансардная (состоит из двух скатов, но обязательно с изломом). Данный излом позволяет увеличить площадь мансарды.

 

Конёк и определение рациональных углов наклона скатов

 

расчет конька крыши
 

Для расчётов разных форм кровли используется такая величина как размер конька. Под этим названием понимается верхнее, горизонтально расположенное ребро конструкции, которое образовалось при пересечении двух скатов кровли (наклонных плоскостей).

Конёк есть на всех видах крыш, кроме шатровых и купольных.

Если конструкция простая двухскатная , то он один, если же сложная – то коньков образуется от двух и более. На коньковые прогоны при возведении кровли опираются стропильные ноги, а исходя из того, какой кровельный материал выбран для окончательного покрытия, выбирается и основа конька.

Знать, как рассчитать высоту крыши правильно, нужно и для сооружения надежной и прочной конструкции, а также для того, чтобы спрогнозировать предварительные затраты на строительство, и запланировать бюджет. В вычислениях рационального угла наклона учитывают материал, из которого решено выложить кровлю: одни кровельные покрытия могут быть уложены под углом до 90 градусов, а другие – только от 15 до 60 градусов.

Подбирая, с каким наклоном плоскостей выбрать крышу для своего дома, необходимо принимать в учет функциональность, общий внешний вид полученного в итоге сооружения (ведь вы захотите получить эстетичное строение) и климатические условия. Как показывает практика, для европейских стран идеальным решением можно назвать угол в 35-40 градусов.

 

Примеры вычислений, которые несложно выполнить самостоятельно

В принципе, если речь идет о простых конструкциях кровли, то понадобится совсем немного для того, чтобы сделать расчет высоты крыши дома: калькулятор и несколько всем известных принципов из основ геометрии, которые преподают ещё по школьной программе.

Основной принцип расчета берём из правила, что длина одного катета в прямоугольном треугольнике будет равна длине другого, если его умножить на тангенс угла, образованного с основанием.

Если речь идет о том, как рассчитать высоту конька односкатной крыши, то здесь получается всё предельно просто:

  • измеряем ширину строения (допустим, у нас четырехметровый дом);
  • принимаем величину угла, равную 35 градусам (как рекомендованный оптимальный вариант для европейских широт);
  • рассчитываем тангенс, он получается для данного угла 0,7002;
  • 4 метра * 0,7002 = 2,8 метра.

Если выбрана двухскатная конструкция, то в этом случае высоту конька вычислить также очень просто: ширину дома можно разделить на «два», а затем умножить на тангенс угла, образованного наклоном скатов. Рассмотрим для наглядности описанное выше, как рассчитать высоту двухскатной крыши на примере дома, у которого ширина будет составлять 10 метров. Итак, для вычислений:

  • принимаем угол, равным 35 градусов;
  • рассчитываем тангенс, он получается 0,7002;
  • 10 метров/2 * 0,7002 = 3,5 метра.

Самыми применяемыми на сегодняшний день являются четырёхскатные конструкции, и для их вычисления можно воспользоваться тем же принципом (формулой), что и для того, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, но только ширина дома делится не на два, а на четыре. Плюс, занимаясь вычислениями для четырехскатной крыши, важно учитывать непосредственно длину конькового прогона, а также стропильную систему.

 

Как рассчитать высоту крыши
 

Наиболее сложными вычислениями сопровождается обустройство кровли мансардного типа, характерной чертой которого можно назвать наличие двух скатов с изломом, что со стороны делает её общий вид как бы «ломаным». Обустройство ломаной крыши позволит увеличить функциональную область мансарды. В основе расчета вальмовой крыши положен уже рассмотренный выше пример вычисления высоты двускатной крыши, однако не стоит забывать, что у кровли получается не один угол наклона, а несколько. Перед переходом к расчетным операциям необходимо определиться с ними. Практика показывает, что лучше всего выбрать такие величины углов:

  • для нижнего – свыше 40 градусов;
  • для остальных – меньше 40 градусов, но обязательно больше 15.

Чтобы упростить вычисления, но в то же время получить быстро наиболее точный результат, специалисты предпочитают пользоваться методом «золотого сечения», для этого на чертеже контур крыши вписывают в круг. Прибегая к этому удачному правилу, можно без проблем решить вопрос, как правильно рассчитать высоту крыши, и главное, избежать неточностей в расчете, которые на практике приведут к тому, что общий вид сооружения окажется неэстетичным, негармоничным и попросту некрасивым.

 

Характеристики, зависимые от высоты крыши


Если высота конька подобрана неправильно, строение может разрушиться под воздействием ветра или под тяжестью снега

Высота одноэтажного дома с крышей определяет его внешний вид и тесно связана с некоторыми характеристиками устройства кровли. Высчитать этот параметр также важно для определения расхода ресурсов на покрытие.

Угол наклонов скатов

При расчете высоты конька двускатной крыши следует учитывать: чем больше ее значение, тем более крутым выйдет наклон кровли. Если погода в местности характеризуется большим количеством осадков или снежными зимами, величина угла должна быть достаточной для того, чтобы влага не задерживалась на кровле. Нормой считаются значения в пределах 20-50 градусов.

Площадь кровельной поверхности

Высота крыши влияет на площадь скатовых поверхностей. Для монтажа островерхой конструкции потребуются большие объемы кровельных материалов. Таким образом, затраты на монтажные работы в этом случае возрастут.

Несущая способность кровельного каркаса

Габариты кровли влияют и на массу конструкции. У высокой крыши она будет больше, равно как и создаваемая слоями нагрузка на стропила. Такие тяжелые конструкции нуждаются в более мощном каркасе с большим числом компонентов.

Нюансы при подсчете параметров


При высоком коньке нагрузка на крышу уменьшается

Чтобы правильно вычислить габариты крыши, важно представлять себе ее конструктивные особенности. Используемые материалы, архитекторские решения и уклон влияют на выбор высоты.

Тип кровли

Если конструкция предполагает большое число слоев, например, усиление гидроизоляционной прокладки или обустройство нижней кровли, ее делают более пологой.  Большое число скатов предполагает достаточную высоту с хорошо заметной верхушкой.

Уклон крыши

Конструкция с крутым уклоном будет иметь высокий конек. По стоимости она будет заметно превосходить пологую крышу. Это связано с увеличением затрат на материалы для покрытия. При угле в 60 градусов понадобится в 2 раза больше финансов, чем для реализации слабоуклонного варианта (10 градусов и менее).

Кровельный материал


При использовании легковесных материалов не обязательно делать высокий конек

Если используются легковесные и простые в монтаже рулонные материалы, в высоком коньке нет необходимости. Такие покрытия хорошо подходят для плоских и близких к ним кровель, но при укладке нужно позаботиться о минимизации стыковых мест и нахлестов. Это же правило относится к крупнолистовым материалам.

Если планируется выкладывать покрытие большой массы, крышу делают с большим уклоном и выше. Это нужно для равномерного распределения веса по площади и минимизации прогиба балок стропил. Самые высокие и крутые конструкции делаются под кровли, выполненные из тяжелого материала, включающего много единичных компонентов, например, черепичных покрытий из керамики. Это обусловлено большим количеством стыков в подобных конфигурациях. В просветы между элементами проникает влага, что способствует ухудшению эксплуатационных качеств кровли. Целесообразно обеспечить максимально возможный отток воды с поверхности, и конструкция с выраженным уклоном способствует этому.

Кровля из шифера должна иметь более высокий конек, чем из металлической черепицы. Связано это с тем, что первый материал имеет ограниченную протяженность (обычно 1,75 метра). Покрытия из металла могут закрывать скат по вертикали полностью.

Факторы, влияющие на проектирование


При большом количестве осадков в регионе крышу лучше делать островерхой

На размеры и пропорции крыши оказывают влияние погодные факторы. Конструкция должна сохранять стабильность при воздействии сильного ветра и осадков. Кроме того, нужно предотвратить протечки и порчу материала, вызываемую влагой.

Количество осадков

Для севера Европы характерны крутые островерхие крыши, что связано с большой влажностью воздуха и значительным среднегодовым количеством осадков. Это помогает дождю и снегу быстрее сходить с поверхности, не создавая добавочной нагрузки на фундамент и уменьшая разрушительное воздействие на покрытие. В регионах с подобным климатом уклон ската должен быть не меньше 45 градусов. Это относится и к тем местностям, где воздух обычно не влажный, но зимой выпадает много снега.

Сила и направление ветра


В регионах с ветреной погодой крыши делают пологими

Если в регионе часто дуют порывистые ветра, конструкцию делают пологой. Делать крутую крышу с углом больше 20 градусов в таких местах опасно – она может деформироваться. В районах с более спокойным движением воздушных масс можно возводить здания с плоской и высокой крышей.

Характер использования помещения

Здания без чердака обычно имеют небольшую массу, не предназначены для постоянного проживания и служат хозяйственными постройками. В таком помещении должен быть сквозной проход 160 см высотой и 120 – длиной. В целом строение не должно быть слишком тесным, его габариты не должны препятствовать техническому обслуживанию.

Важно и соблюдение мер пожарной безопасности. Если строится жилое здание, чердачное помещение по правилам должно быть предусмотрено. Пользоваться им или нет, решают уже сами хозяева. На высоту крыши чердак влияет в соответствии с тем, существует ли нужда перемещаться по нему и в какой роли он эксплуатируется – как кладовая или жилая комната.

Если здание имеет небольшой вес и возведено на соответствующем фундаменте, высокая крыша будет создавать дополнительную нагрузку на основание, особенно если она выполнена из тяжелого материала. В этом случае высоту рассчитывают так, чтобы конструкция получилась достаточно легкой. Если фундамент и общий вес дома позволяют, можно монтировать и высокую крышу. При этом нужно представлять себе, насколько ее вид будет вязаться с архитектурным решением самого здания.

Порядок и правила расчета высоты кровли


При нахождении высота конструкции с двумя скатами ее представляют как равнобедренный треугольник в разрезе. Если из вершины провести перпендикуляр, его можно поделить на 2 одинаковые части. Они представляют собой прямоугольные треугольники.

Порядок расчетов в этом случае будет выглядеть так:

  1. Измеряют сторону здания, примыкающую к искомому углу ската крыши. Делят ее на 2. В результате получается значение одного из катетов фигуры.
  2. Находят тангенс выбранного угла уклона.
  3. Число, полученное в предыдущем пункте, умножают на длину катета. В итоге получится искомая высота конька.

Эти расчеты иллюстрируют также связь габаритов крыши с углом уклона. Чем более островерхая конструкция, тем она будет выше. Можно провести расчеты по тому же принципу и по чертежу, обозначив на нем требуемые параметры.

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.

К сведению! Порыв ветра средней интенсивности создает динамическое давление по нормали к поверхности кровельного пирога, достигающее 20 кг на квадратный метр.

Увеличение угла наклона на 5о будет означать, что высота конька и длина ската крыши увеличатся почти на 10%, соответственно, для 10о 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 16о и более 40о, а ондулин и металлочерепица не используются на скатах c углом наклона 60-65о.

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.

К сведению! Если высота стен мансардного помещения двухскатной крыши превысит 120 см от уровня потолочного перекрытия, строительная инспекция может квалифицировать его, как второй этаж, и запретить строительство или отказать в регистрации постройки.

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/м2, 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 30-60о. 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 м2. 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.

Математический и графический методы

Для определения высоты конька кровельной конструкции применяются следующие методы:

  • Математический. Заключается в вычислении размера по формуле расчета длины одной из сторон прямоугольного треугольника.
  • Графический. Заключается в построении схемы крыши в масштабе с получением высоты конька.

Для производства математических вычислений применяется формула a= b × tgα, где а – искомая высота конька; b – половина ширины пролета; tgα – угол уклона, выбранный владельцем дома на основании технических предписаний и рекомендаций изготовителя кровельного покрытия.

По какой формуле рассчитать высоту конька двускатной крыши

Графическим способом высота конька определяется при пересечении оси симметрии крыши и линии ската, отложенной под заданным углом от крайней точки карнизного свеса. Разберем один из наглядных примеров графического построения для получения представления о процессе.

Отметим важный нюанс. Описанными способами вычисляется подъем крыши, а не полная высота конька. Реальное значение зависит от технологии крепления верха стропилин. В висячих системах высота конька остается без изменений. Аналогично в наслонных вариантах, если вершина стропилины не выступает над линией конькового прогона.

Если верха стропильных ног возвышаются над прогоном, то к подъему крыши следует прибавить 2/3 толщины доски или бруса, использованного в строительстве стропильной системы. Считается, что глубина врубки уменьшает толщину материала на треть.

Сооружаемой поверх стропилин обрешеткой и толщиной кровельного покрытия обычно в расчетах пренебрегают. Легких отклонений при строительстве крыши практически не избежать, по сути, 5-7 см кровли с обрешеткой почти не на что не влияют.

Как вид конькового узла двухскатной крыши влияет на расчет высоты конька

Практический пример расчета

Разберем на конкретном примере процедуру вычисления высоты конька. Так рассчитывают размеры двускатной крыши североамериканские плотники, специализирующиеся на строительстве малоэтажных каркасных домов. Принципиально процесс ничем не отличается от действий мастеров в других странах.

В примере есть чисто технологическая специфика: узел крепления нижних пяток стропильных ног к основанию крепится врубкой. Стропилины опираются на коньковую доску. Если этого не учесть при составлении схемы и выполнении расчетов, изменится уклон, что крайне нежелательно при выборе граничного значения угла наклона, рекомендованного производителем покрытия.

В основе самостоятельных построений все тот же равносторонний треугольник, разделенный на две симметричные половины. Нам известна ширина пролета коробки дома и угол наклона, т.к. он подбирается в соответствии с типом кровельного покрытия.

Какие значения нужны в расчетах высоты конька

Алгоритм вычисления высоты конька сводится к ряду следующих действий:

  • Построим масштабированную схему и нанесем на нее точные размеры обустраиваемой коробки. Самый удобный и понятный масштаб 1: 100, согласно которому 1 см отображает в масштабе 1 м. Если работать с таким уменьшением некомфортно, можно подобрать масштаб мельче или крупнее.
  • Найдем середину пролета и от полученной точки вверх прочертим ось симметрии крыши.
  • От угла коробки откладываем транспортиром угол уклона проектируемой крыши. Проводим согласно отмеченному углу линию уклона.
  • Пересечение оси симметрии крыши и линии уклона скатов, т.е. диагонали, даст нам возможность прикинуть, на какой высоте будут располагаться доска конькового прогона.
  • Очерчиваем схематически абрис конькового прогона и опорной стойки, на которую будет укладываться прогон. Их ось симметрии обязана совпадать с осью симметрии крыши. Нужно просто в обе стороны от оси отложить половину толщины коньковой доски и провести произвольные линии.
  • Линия основания треугольника, диагональ и близлежащая боковая грань конькового прогона вкупе со стойкой определяют искомый треугольник, вертикальный катет которого является подъемом крыши.
  • Подъем уменьшаем на 1/3 толщины доски, т.е. на глубину врубки нижнего узла стропилин.
  • От полученной высоты вверх откладываем ширину коньковой доски и вычерчиваем коньковый прогон, затем коньковую стойку.
  • В масштабе вычерчиваем стропильную ногу, не забыв о том, что она просядет на 1/3 ширины из-за врубки. Для упрощения работы параллельно диагонали проводим прямую линию на расстоянии 2/3 толщины стропильной доски.

Проще говоря, высотой конька является сумма подъема крыши и 2/3 толщины стропильной доски. На практике безукоризненной точности все равно не будет, но погрешность можно считать несущественной и вполне допустимой по строительным нормам возведения деревянных конструкций, прописанным в сборнике СП 64.13330.2011. В идеале должны учитываться процессы сжатия и смятия деревянных деталей системы.

Как рассчитать полную высоту конька двухскатной крыши

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.

Ориентиры выбора высоты конька

Коньком называют горизонтальное ребро двухскатной крыши, образованное в месте соединения вершин ее наклонных плоскостей.Высоту конька без малейших сомнений отнесем к наиболее значимым параметрам, задающим пропорции крыши.

Как занижение, так и завышение ее может привести не только к нарушению архитектурной картины, но и к проблемам в эксплуатации. Горячее желание владельца дома воплотить собственные идеи нередко идет в разрез с техническими предписаниями, ознакомление с которыми поможет избежать серьезных ошибок.

Как и для чего производят расчет высоты конька двухскатной крыши

Для того чтобы процесс исследования изучаемой величины был проще и понятнее представим будущую крышу в форме равностороннего треугольника. Это самый распространенный вариант. Кроме него есть асимметричные двухскатные крыши с различающимися по площади скатами.

Однако угол наклона обоих конструктивных составляющих чаще всего равен, потому высота конька вычисляется по стандартной схеме.

Равносторонний треугольник разобьем для удобства на две симметричные части. Проходящая от вершины треугольника до его основания линия – ось симметрии представленной нами фигуры, она же катет прямоугольного треугольника и высота конька.

Как и по какой формуле рассчитывается высота конька двухскатной крыши

Атмосферные явления

С климатической данностью спорить бессмысленно, необходимо подстраиваться под ее непреклонную диктовку и приспосабливаться. К атмосферным явлениям, оказывающим влияние на выбор высоты конька, относятся:

  • Ветровая нагрузка. В областях, погодные условия которых отличаются частыми порывистыми ветрами, принято сооружать пологие и низко-скатные кровельные конструкции с углом наклона до 10º. В регионах со слабыми и умеренными ветрами высота конька может быть любой.
  • Количество осадков. Осадки – потенциальная угроза протечек, из-за которых отсыревают, затем постепенно приходят в непригодность элементы стропильной системы и кровельного пирога. С крыш крутизной более 45º осадки удаляются гораздо быстрее, чем с пологих конструкций.
  • Масса снежного покрова. В районах с обильными зимними осадками рекомендовано возведение крыш с уклоном более 45º с целью оптимизации скорости схода снежных залежей. С более низких и плоских крыш необходимо будет чаще счищать снег.

Обозначенные характеристики подскажет местная метеослужба. Можно самостоятельно найти их в сборнике с правилами и таблицами по строительной климатологии СНиП 23-01-99 или по приведенным в СП 20.13330.2011 картам районирования.

Атмосферные явления надо учитывать при расчете высоты конька

Наличие чердака

В семействе двухскатных крыш есть чердачные и бесчердачные представители. В первом случае пространство чердака отделено от коробки дома потолочным перекрытием. Их также именуют «раздельными», что подтверждает архитектурную независимость помещений между кровельной конструкцией и перекрытием.

Чердачные представители бывают жилыми и нежилыми. Высоту конька жилых крыш задает удобство перемещения. Конструкции с эксплуатируемым чердаком сооружаются в основном по ломаной схеме, предполагающей строительство стропильной системы из двух ярусов.

Как рассчитать высоту конька в зависимости от схемы двускатной крыши

Высота конька эксплуатируемой чердачной крыши складывается из двух величин: высоты нижней части крыши и высоты вершины крыши, водруженной на нижний ярус. Высотный размер нижнего яруса обычно принимается от 2,0 до 2,3 м.

Вычисляется сложением роста самого высокого из будущих владельцев и запаса в 30 – 40 см, необходимых для удобства и безопасности перемещения. Размер верхушки ломаной крыши произвольный, зависит от вкусовых предпочтений хозяев.

Высота конька нежилых чердаков определена противопожарными нормами. К тому же размер чердачного пространства не должен создавать препоны для технического обслуживания. Регламент строительных нормативов указывает что, на чердаке должен быть сквозной проход вдоль всей крыши не менее 1,6 м по высоте и 1,2 м по длине. На коротких участках сложносоставной конструкции ширину и высоту сквозного прохода можно уменьшить на 40 см в обоих направлениях.

Во втором «бесчердачном» случае пространство под крышей не отделено от коробки перекрытием. Обычно оно расположено ниже: на уровне потолочной системы предыдущего этажа. Бесчердачные крыши именуются «совмещенными», что как раз и говорит о соединение пространства под крышей с частью пространства стопы.

Яркие представители конструкций без чердака относятся к полумансардному типу. Возводят их по обычной двухскатной схеме, но мауэрлат укладывается на стены высотой не менее 1,4 м. Высоту конька половинчатой мансарды отсчитывают от нижней грани мауэрлата.

Расчет высоты конька двухскатной крыши с эксплуатируемым чердаком

Практичность сооружения полумансардной крыши в регионах с высокой ветровой нагрузкой сложно переоценить. Благодаря ее возведению на кровлю действует минимальная боковая нагрузка, а владельцы получают удобный и весьма просторный дополнительный этаж.

Без чердака и чердачного перекрытия сооружают невысокие крыши гаражей, небольших бытовых построек, складов. Устройство перекрытия в таких ситуациях и не экономично, и неразумно с точки зрения доступа для технического обслуживания.

Специфика конструкции и высоты конька низкоскатной крыши

Тип кровельного покрытия

Мы уже представили двускатную крышу равносторонним треугольником. А высоту конька представили катетом его прямоугольного собрата, полученного при делении конструкции на две симметричные части. В созданной нами геометрической фигуре все компоненты взаимосвязаны, включая углы и длины сторон.

Нам как проектировщикам крыши интересен угол ее уклона, т.к. он находится в прямой зависимости от типа и технических характеристик кровельного покрытия. Он-то и поможет определить оптимальную высоту проектируемой конструкции.

Зависимость высоты конька двухскатной крыши от типа покрытия

Есть несколько правил подбора кровельного материала с учетом высоты конька и крутизны крыши, это:

  • Чем меньше штучные элементы кровли, тем больше обязан быть угол наклона скатных плоскостей. Многочисленные стыки штучных покрытий создают предпосылки для проникновения влаги под кровлю, потому надо ускорить сход осадков.
  • Чем ниже крыша, тем меньше стыков и швов должно быть на покрытие. В приоритете для обустройства крупнолистовые и рулонные кровли.
  • Чем тяжелее покрытие, тем круче следует строить крышу. Вес массивных элементов будет распределяться в проекции на единицу площади основания. В результате, чем выше конек, тем меньший груз давит на стропильную систему и перекрытие.

Правда, обустройство крутой крыши с высоким коньком обойдется дороже. На возведение конструкции с уклоном в 45º материала уйдет в 1,5 раза больше, чем на покрытие пологой крыши крутизной до 7 – 10º. А если скаты будут наклонены под углом в 60º, расходы вырастут в двукратном размере.

Взаимосвязь высоты конька двухскатной крыши и покрытия

Обычно интервал подходящих углов наклона производителями кровельного покрытия обозначаются в инструкции. Рекомендацией изготовителей стоит следовать во имя долгосрочной службы сооружения.

Зная рекомендованный угол наклона, ширину карнизных свесов и размеры коробки дома, можно в ходе несложных геометрических построений найти высоту конька. Однако в проектировании крыш применяется не только графический метод.

Уклон скатов обозначается градусами, процентами или десятичной дробью, в числителе которой указана высота конька, в знаменателе – половина перекрываемого пролета. Все три выражения наклона взаимосвязаны, но на стройплощадке удобнее пользоваться последним вариантом.

Немного найдется желающих откладывать угол наклона ската строительным транспортиром на объекте. Тем более что процесс установки наслонных стропил, например, производится на уже установленный коньковый прогон. Т.е. знать высоту расположения конькового прогона надо загодя. Это еще одна из веских причин, стимулирующих интерес к вычислению высоты конька.

К процентному выражению уклона крыши сложилось общее отношение и в среде мастеров, и в среде домашних умельцев. Проценты только помогут запутаться. Самый приемлемый метод отображения уклона – это отношение высоты конька к половине перекрываемого пролета. На стройплощадке он используется чаще всего.

Как определить высоту конька двухскатной крыше на площадке строительства

Зная высоту конька, можно не подглядывать ежеминутно в проектную документацию. Просто путем измерений определяется середина фронтонной стены. В полученной точке строго вертикально прибивается брусок или жердь. От верхней грани предварительно установленного на стену мауэрлата вверх откладывается исследуемый нами размер. На него ориентируются при строительстве стропильной системы.

Высота крыши по отношению к ширине дома

С такого ракурса определение высоты крыши определяется на основании 1

теоремы Пифагора. Для этого поперечное сечение конструкции представляется как равносторонний треугольник.

Параметр, которые необходимы для расчетов – это угол наклона крыши. Высота конструкции – это катет прямоугольного треугольника.

Расчет проводят следующим образом:

  1. Необходимо определить тангенс выбранного значения для угла ската.
  2. Зная ширину дома, одну сторону, прилегающую к углу, можно вычислить, поделив значение на 2.
  3. Далее имеющиеся значения нужно подставить под известную формулу a = b * tg a.
  4. По такому принципу и можно понять зависимость высоты конька от ширины дома. Чем больше ширина дома, тем больше будет угол ската.

9

Соотношение ширины дома к высоте конька

Высота конька двухскатной крыши

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши и не наделать ошибок? Выше указан самый простой способ определить высоту крыши для двускатной ее разновидности. Используется для этого математическая формула. Но существует еще один способ расчета – графический. Изначально делается чертеж на бумаге, после чего измеряются полученные величины.

Принцип такого метода – перенести в точном пропорциональном соотношении в меньшем масштабе реальные параметры конструкции крыши.

Несмотря на то, что способ считают не таким точным, как математический, многим он удобен и также позволяет узнать необходимые результаты.

Алгоритм действий такой:

  1. Чертится равнобедренный треугольник и проводится меридиану – это и будет высота конька.
  2. Чертить треугольник необходимо, отталкиваясь от выбранного ранее угла наклона в зависимости от индивидуальных параметров дома и его месторасположения.
  3. Для того чтобы начертить точно угол наклона крыши, следует воспользоваться транспортиром.
  4. После того, как треугольник будет начерчен, проводиться измерение получившейся меридианы, т.е. высоты конька.

Такой способ особенно удобен для тех, кто собирается оборудовать чердак под помещение жилого типа. В этой ситуации есть возможность наглядно определить и обозначить все необходимые параметры.

6

Высота двухскатной крыши

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:

  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.

4

Высота вальмовой крыши

Делаем расчет исходя из типа кровельного материала

Еще одним фактором, влияющим на то, как рассчитать высоту конька двухскатной крыши, является тип используемого кровельного материала.

Для выбора подходящего кровельного покрытия, учитывая высоту конька, можно воспользоваться некоторыми правилами:

  • Высота уклона скатной плоскости тем выше, чем меньше штучные узлы крыши. Большое количество стыков чаще всего становится причиной попадания влаги под кровлю, поэтому в таких случаях очень важно сделать схождение осадков более быстрым.
  • Чем ниже уклон вашей крыши, тем меньше на ней должно присутствовать стыковых швов. Лучше всего в таких ситуациях покрывать кровлю крупнолистовыми и рулонными материалами.
  • Чем больше масса покрытия, тем уклон крыши должен быть круче. Получается, что чем выше конек, тем меньшее усилие оказывается на систему стропил и перекрытие.

как вычислить высоту крыши

Перед тем как рассчитать высоту конька, учтите, что кровля с высоким коньком получится несколько дороже. К примеру, для крыши с уклоном 45º нужно в полтора раза больше материала, чем для конструкции с наклоном в 7-10º, а для кровли с наклоном в 60º потребуется денежных средств в два раза больше.

Как правило, расстояния подходящих узлов наклона изготовителями кровельных материалов указываются в инструкции. Такие рекомендации стоит учесть, если вы рассчитываете, что ваше сооружение прослужит как можно дольше. Учитывая рекомендованный уклон, ширину карнизных отсеков и размеры коробки дома, можно с легкостью определить высоту конька. В основном, высота крыши по отношению к ширине дома имеет более менее стандартное соотношение.Тем не менее, при планировании крыш используются и другие методы.

Для обозначения угла скатов используются градусы, проценты или десятичные дроби, в числе которых присутствует высота конька, а после дроби – половина перекрываемого пролета. На стройплощадке же легче всего пользоваться третьим вариантом. К процентным выражениям прибегают значительно реже, потому что мастера и домашние умельцы в них лишь путаются.

высота крыши по отношению к высоте дома

Монтаж наслонных стропил осуществляется на уже смонтированный коньковый прогон. Это значит, что уже заранее нужно знать высоту размещения конькового прогона. Если знать высоту конька, то можно не смотреть время от времени в проект. Методом измерений высчитывается центр фронтальной стены. В этом месте четко по вертикали закрепляется брусок или жердь. От верхней грани заранее смонтированного на стену мауэрлата вверх отсчитывается определяемый нами размер. Его и нужно будет учитывать в момент возведения стропильной системы.

Как произвести расчет площади крыши сложной формы?

В принципе, расчет площади кровли сложной конфигурации мало чем отличается от предыдущих способов. Конечно, придется затратить чуть больше времени, но правила расчета для всех общие:

  • Разбиваем пространство на отдельные геометрические элементы. В результате мы получаем различные прямоугольники, треугольники, трапеции и прочие фигуры.
  • Далее нужно воспользоваться математическими формулами, знакомыми еще со школьной программы, рассчитывая таким образом площадь для каждой фигуры.
  • Помните, что длина ската берется от крайней линии карниза и заканчивая коньком крыши.
  • Рассчитываем показатели для всех получившихся фигур, после чего складываем вместе все эти значения.
  • Если вы видите, что скат кровли неправильной формы, то лучше разбить его на две простейшие фигуры, ведь куда проще рассчитывать площадь двух трапеций, чем площадь многоугольника. Так вы сэкономите себе время и нервы.

ОСТОРОЖНО!Ни в коем случае не вычитайте из получившегося значения площади такие элементы крыши, как дымоход, каналы вентиляции, окна мансарды и прочее. Это может привести к тому, что вы просто приобретете меньше кровельного материала, чем это требуется. Будьте предельно бдительны!5

Расчет крыш сложных форм

Как правильно рассчитать и определить высоту крыши, по отношению к ширине дома

Методика, как посчитать высоту крыши и конька, несложная. При проведении вычислений принято считать, что вертикальный срез кровли представляет собой равнобедренный треугольник, у которого основание равно ширине фронтона. При этом применяют математические формулы.

Далее, чтобы рассчитать высоту крыши, поступают следующим образом:

  1. Ширину конструкции делят на 2.
  2. Для определения уклона нужно выбрать угол между основанием и поверхностью кровельного ската.
  3. Далее по таблице Брадиса определяют тангенс этого угла.
  4. Половину значения ширины умножают на тангенс угла и получают высоту конька.

Обычно этот параметр выбирают так, чтобы наклон кровли составлял 25-45 градусов.

Как рассчитать высоту крыши правильно – самый простой и верный способ
Как рассчитать высоту крыши по отношению к ширине дома, как определить правильно, как высчитать, посчитать, как узнать

 

Как вычислить высоту крыши

Для правильного расчета высоты конька крыши, а также, чтобы высота крыши по отношению к высоте дома была подобрана корректно, можно воспользоваться одним из многочисленных программ-калькуляторов, которые можно легко найти в интернете. Пользоваться ими очень просто, результаты вычислений получаются быстрыми и точными.

Единственный минус – проверить готовые результаты расчетов не так уже легко без возможности наглядной демонстрации планируемой конструкции крыши. К тому же, если вы случайно забьете в такой калькулятор неверное число, то найти ошибку можно будет лишь во время строительства. Поэтому, будет намного лучше, если вы еще до вычислений проверите все цифры и особенности конструкции, чтобы минимальная ошибка в будущем не стоила вам значительных незапланированных затрат.

как рассчитать высоту конька крыши

Для того чтобы рассчитать высоту конька крыши как можно точнее, понадобятся знания тригонометрии, а также умение возводить постройки в масштабе согласно схемы. Воспользоваться для этого можно либо монитором, либо простым бумажным листом.

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.

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 60о, 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 20о до 60о 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 45о 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 60о 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 60о 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.

Определение площади двухскатной крыши

При нахождении площади двускатной кровли необходимо принять во внимание следующие моменты :

  • Суммарная площадь составит сумму площадей каждого из скатов. Поэтому вначале находят площадь одного ската и умножают на два;
  • Редко, но бывают случаи, когда в двухскатной кровле скаты могут отличаться одним или несколькими параметрами (размерами). В этом случае расчет площади каждого ската выполняется отдельно. Общая площадь находится суммированием площадей отдельных скатов;
  • Необходимо учесть, что если скат крыши представляет неправильный прямоугольник (т.е. хотя бы один из углов четырехугольника не равен 90°), то следует «разбить» скат на более простые фигуры и найти площади для них. Когда возникает такая ситуация, то скат разбивают на прямоугольник и прямоугольный треугольник;
  • При нахождении площади не учитывают дымоходные трубы, слуховые и мансардные окна, отверстия для вентиляции;
  • Учитывают фронтонные и карнизные свесы, парапеты, брандмауэрные стены.

Высота конька двухскатной крыши

Рассмотрим нахождение площади на простом примере. Коробка дома имеет размеры 7×9м, длина стропильной ноги составляет 4 метра, карнизный свес равен 0.4 метра, фронтонный свес равен 0.6 метра. Площадь одного ската составит :

где Lдд – длина дома (9 метров);

Lфс – значение длины фронтонного свеса (0.6 метра);

Lc – длина стропильной ноги, т.е. длина ската (4 метра);

Lкс – длина карнизного свеса (0.4 метра).

Найдем искомую площадь ската:

S=(9+2×0.6)×(4+0.4)=10.2×4.4=44.9 м 2 .

Площадь двухскатной кровли составит:

S=2×44.9=89.8 м 2 .

В случае использования покрытия из черепицы или рулонного материала длина скатов уменьшится на 0.6-0.8 метра.

Площадь кровельного покрытия

Площадь двускатной крыши рассчитывается для того, чтобы узнать необходимое количество материала, который будет положен на крышу. Чем круче наклон кровли, тем больше материала потребуется для ее перекрытия. Рекомендуется закупать материал с запасом 8-15%. Такой перерасход вызван нахлестом, с которым укладывается материал. Чтобы определить недостающий материал следует воспользоваться таблицей, в которой учитывается наклон и определяется коэффициент запаса материала.

Высота конька двухскатной крыши

При расчете площади двухскатной кровли необходимо правильно произвести все замеры и воспользоваться кровельным калькулятором в сети интернет для проверки самостоятельного расчета. Кроме того, если расчет сделан правильно – не придется покупать дополнительный материал.

Нормы требований по СНиП

Для того, чтобы правильно знать, как рассчитать конец двускатной крыши, воспользуйтесь нормативными документами. К ним относят нормы и правила, которые напрямую касаются возведения кровельных сооружений. К данным правовым документациям принадлежит Свод правил:СП20. 13330.2011. Он полагается на СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». В данном документе, Вы сможете увидеть формулу расчетов под снеговые нагрузки для двускатной крыш кровли.

Расчет четырехскатной конструкции

Четырехскатная кровля на сегодняшний момент считается наиболее прочной, а кроме того, она отличается привлекательным внешним видом. Такая конструкция позволяет с легкостью монтировать отдельные элементы, например, окна.

Существуют 2 основные разновидности крыш:

Виды скатных крыш: а – пологая двухскатная; б – крутая двухскатная; в – вальмовая четырехскатная; г – односкатная (в форме парты); д – ломаная (мансардная) двухскатная; е – шатровая четырехскатная.

Отличительной чертой шатровых крыш является одинаковая форма и площадь всех скатов. Шатровые крыши возводят на зданиях с одинаковой длиной сторон, они хорошо выдерживают ветровую нагрузку, что делает их идеальным вариантом для местности без определенного направления ветра.

Вальмовые крыши состоят из двух трапециевидных скатов и двух треугольных — вальмов. Конструкция такой кровли достаточно сложная, требует покупки большого количества дорогих материалов, но она отличается прекрасным внешним видом, идеально подходит для создания мансард. В вальмовых крышах часто встречаются встроенные элементы, например, окна.

Углы наклона вальмовых кровель достаточно большие, что делает их не лучшим вариантом для местности с сильным ветром. Это ограничение можно обойти с помощью установки дополнительной защиты, что потребует денежных вложений.

Для того, чтобы рассчитать высоту четырехскатной крыши, можно воспользоваться той же формулой, которая использовалась для расчета двускатной. Кроме этого, нужно вычислить высоту конька и системы стропил. Тщательные расчеты объясняются более сложным строением, необходимостью правильно подобрать несущие конструкции.

Оптимальная высота вальмовой кровли зависит от высоты мансарды. Чаще всего расстояние от пола до конька составляет 2 м плюс 50 см на утепление и обшивку.

Расчет мансардной кровли

За счет «ломаной» конструкции кровли увеличивается функциональная площадь мансарды.

Мансардная кровля имеет два ската с изломом. Из-за особенностей конструкции, крыша имеет необычный «ломаный» вид. Такой прием используется для увеличения функциональной площади мансарды.

Расчет высоты выполняется по тому же принципу, что и для двускатной крыши, но с некоторыми отличиями. Основная сложность для расчетов заключается в том, что такая кровля будет иметь не один угол наклона. Перед тем, как переходить к расчетам, нужно вычислить углы наклона.

Профессиональные строители рекомендуют воспользоваться правилом «золотого сечения», для чего контур крыши вписать в окружность. Эта мера позволит избежать распространенного недостатка: если расчет проведен неправильно, крыша может выглядеть не очень красиво.

Расчет параметров считается самым важным этапом монтажа, правильное выполнение которого гарантирует надежность конструкции, эстетичный вид и долгий срок службы. Все расчёты параметров крыши необходимо сделать перед началом строительных работ, в противном случае можно потратить много денег, времени и сил, чтобы устранить различные недостатки во время возведения и эксплуатации дома.

Рассчитать высоту крыши можно самостоятельно, но лучше доверить это специалисту-проектировщику, если собственных знаний и опыта недостаточно.

Особенности проектирования и основные параметры

Крыша защищает дом от влияния внешней среды, потери тепла и придает зданию законченный вид, поэтому важно правильно вычислять все размеры деталей, в том числе и высоту.

Чтобы понять, как правильно рассчитать высоту крыши, необходимо знать следующие параметры:

  • углы и количество скатов;
  • тип;
  • как планируется использоваться чердачное помещение;
  • климатические факторы региона проживания (средняя скорость ветра, количество осадков зимой и т.д.);
  • личные предпочтения;
  • характеристики обрешетки, кровли и стройматериалов.

Следует также учитывать параметры ребра (конька) крыши, т. к. от него в большей степени зависит строение стропильной системы и обрешетки.

К тому же он оказывает влияние на общую высоту. Если не знать характеристики ребер, то будет трудно рассчитать оптимальную площадь кровли, и как следствие, количество строительных материалов для дальнейшей работы.

Вид утеплителя тоже оказывает влияние на параметры. При правильном выполнении всех расчетов можно построить не только прочную, долговечную крышу, но и сэкономить на закупке материалов.

Вы будете точно знать их необходимое количество и не придется переплачивать за излишки, которые потом не пригодятся.

Коньковый прогон используется в качестве стыка, соединяющего два ската кровли (как у двускатной крыши).

На него опираются стропильные стойки, обрешетка и кровельный материал с двух сторон, поэтому он должен быть самым прочным во всей конструкции.

Произвести расчет оптимальной высоты конька можно по следующему правилу: длина конька равна половине длины пролета дома, умноженной на тангенс угла наклона.

Также верный расчет высоты крыши невозможно сделать, если не знать ее тип.

Чтобы рассчитать высоту крыши дома, нужно обратить внимание на угол скатов и характеристики стропильной системы.

В большинстве случаев угол ската варьируется от 8 до 45 градусов. Чем меньше угол, тем большая нагрузка приходится на стропильную систему (особенно в зимний период и при проведении работ на самой крыше), следовательно, потребуется дополнительное укрепление и корректировки в расчетах.

Однако при увеличении угла, возрастает стоимость постройки.

Размер стропил определяется из их сечения и длины: чем они больше, тем большую нагрузку способна выдержать система.

Расчеты для разных типов

При односкатной крыше легче всего произвести расчеты и монтаж, для этого не требуется большого опыта в строительстве.

Для начала необходимо измерить ширину всего здания в сантиметрах. Используйте для замеров строительный уровень и рулетку.

После этого действия необходимо поделить полученное значение на второе число планируемого соотношения сторон.

Например, если вы планируете возводить конструкцию с соотношением 1:4, то ширину дома (в см) нужно разделить на 4, в итоге получается оптимальный вариант высоты с небольшой погрешностью.

Также нужно учесть отношение высоты крыши к высоте дома.

С двухскатной крышей может быть немного сложнее, т. к. необходимо точно знать размер угла наклона.

Для этого случая применима следующая формула: половина значения от ширины здания делится на тангенс угла наклона.

Например, тангенс угла 40 градусов равен 0.8, следовательно, половина ширины здания делится на 0.8.

Четырехскатная крыша сегодня набирает популярность благодаря своей прочности, привлекательному виду и возможности легко устанавливать двери и окна.

Есть два вида таких крыш:

  • шатровые четырехскатные. Они имеют одинаковую площадь, форму и длину для всех скатов в конструкции. Они отлично противостоят сильному ветру и способны выдержать высокую нагрузку;
  • вальмовые четырехскатные. Имеют сложную конструкцию, состоящую из двух трапециевидных и двух треугольных скатов (вальмов). Расходы на закупку материалов и постройку высоки, но данная конструкция позволяет соорудить мансарду с окнами под крышей. Такой тип очень уязвим перед ветрами, поэтому в регионах с преобладающими ветрами потребуются расходы на дополнительную защиту.

Для расчета оптимальной высоты четырехскатной крыши можно использовать формулу для двускатной. Только ширина дома должна делиться не на 2, а на 4.

Также необходимо обязательно рассчитать высоту стропильной системы и толщину досок в ней.

Сложность расчетов обусловлена более массивной конструкцией, под которую требуется установить опоры. Стандартная высота для таких крыш составляет около 2.5 м, с погрешностью 0.5 м.

Самой сложной для расчетов является мансардная кровля или вальмовая крыша (в народе ее называют «ломаной»). В конструкции предусмотрены два ската с изломами.

Как правило, такие крыши используются в случае, если из чердака планируется сделать мансарду.

Изначально необходимо вычислить все углы наклона. Можно воспользоваться формулой для двускатной крыши.

Важно придерживаться следующего правила: нижний угол должен быть более 40 градусов, а верхней в районе от 15 до 40.

Правильно рассчитанный конек и высота крыши напрямую влияют на ее внешний вид, долговечность и прочность.

Если вы не уверены, что можете самостоятельно произвести правильные расчеты, то обратитесь за помощью к специалисту.

Как правильно рассчитать высоту двускатной крыши?

При строительстве дома одним из важных пунктов является расчет нужной высоты крыши и ее будущая площадь.

Как рассчитать высоту крыши

Кровельная схема двускатной крыши достаточно проста: две плоскости «скаты» образованные брусом, опираются на несущие стены и образуют равносторонний треугольник, плоскости «скаты» располагаются друг напротив друга.

Чем ниже высота конька, тем меньше угол ската. А как следствие, большие шапки снега, угрожающие кровле и вашему спокойствию. Если двускатная крыша имеет очень высокий конек и большую площадь покрытия, то она может не устоять под сильными порывами ветра. А это грозит дому не очень хорошими последствиями. Как же рассчитать высоту правильно? В данной статье вы найдете ответ на важный и интересующий многих вопрос.

Что собой представляет двускатная крыша?

Имеется множество видов кровель, но основными из них считаются три формы: односкатная, двускатная (щипцовая) и четырехскатная. Самая распространенная из этих трех – двускатная. Из самого названия понятно, что крыша имеет два ската, которые опираются на отдельно стоящие, налегающие друг на друга пары стропил. Пары связаны между собой обрешеткой. С торцов крыши выполнены фронтоны (завершение фасада дома, в данном случае треугольной формы). Следовательно, у двухскатной их два. На фронтонах обычно располагают слуховые окна. Они предназначены для освещения чердачного помещения и помогают визуально увеличить его площадь.

Как произвести расчет высоты крыши?

Как рассчитать высоту крыши

Конструкция стропильной системы двускатной крыши: все элементы крыши, соединенные между собой, представляют стропильную ферму, основой которого является один или несколько треугольников, в виде жесткой геометрической фигуры.

Чтобы правильно расчитать высоту двускатной крыши, необходимо определиться с углом наклона скатов. Нужно воспользоваться нормативными документами, регламентирующими данный вид работ. К таким документам относится Свод правил СП20.13330.2011. Он основывается на СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия”. В документе доступна формула расчета снеговой нагрузки для двускатной кровли и формула ветрового воздействия. В зависимости от региона и его погодных особенностей, допустимый показатель угла наклона крыши разный. В центральных регионах России этот показатель колеблется от 30 до 45 градусов.

После определения наклона можно переходить непосредственно к расчету высоты конька. Сделать это правильно поможет великая наука геометрия. Если представить крышу в виде треугольника, нужная высота конька будет являться неизвестным катетом a, который поделит его площадь на два прямоугольных треугольника. Формула расчета катета выглядит так: a=b*tg α.

Второй катет b мы найдем, если разделим ширину дома пополам. Проектирование двускатной крыши обычно выполняется по длинной стороне строения. Зная градус уклона, мы, воспользовавшись таблицей, определим тангенс угла.

Как рассчитать высоту крыши

Схема расчета высоты двускатной крыши: для двухскатной крыши с углом наклона 45 градусов, высота конька равна половине ширины дома. Чтобы вычислить это показатель для других углов, необходимо половину ширины дома умножить на соответствующий коэффициент.

Зная все необходимые для расчета значения, мы без труда подставим их в формулу и получим нужную высоту конька.

Дано: Дом 6х9 м, угол наклона кровли – 40 градусов.

Ширину дома, равную 6, делим на 2, следовательно, катет b=3. Тангенс 40 градусов равняется 0,84.

Решение задачи: катет a=3*0,84=2,52 м.

Ответ: оптимальная высота конька составила 2,52 метра.

При проектировании своего дома не поленитесь решить такую несложную геометрическую задачку. Она поможет в будущем избежать всяческих проблем с главным компонентом вашего дома – крышей.

Расчет оптимальной высоты конька двускатной крыши — пропорции

Как рассчитать высоту крыши
В современном строительстве распространены практически все существующие в архитектуре формы крыш. Широко распространены односкатные и двухскатные, а также четырехскатные (вальмовые) виды.

Кроме них встречаются и шатровые кровли, и куполообразные, и ломаные (мансардные) и сложные многоскатные.

Среди получивших наибольшее распространение чаще всего встречаются крыши двухскатные, представляющие собой несложную конструкцию, состоящую из двух наклонных скатов и двух фронтонов – вертикальных стен треугольной формы.

Крыши двускатной конструкции обычно монтируют на гараж. садовую беседку. Оригинально смотрится и двухскатная крыша с мансардой.

Стропильная система таких кровель состоит из спаренных расположенных под углом к горизонтальной линии деталей. Обеспечивает их устойчивость дощатая или сплошная обрешетка.

Верхняя часть двускатных крыш, место стыка стропильных ног получило название конька. Это самая верхняя часть всего здания на которую многие владельцы частных домов устанавливают декоративный флюгер .

Для определения площади крыши и расчета количества досок для обрешетки, кровельного материала и длины самих лаг необходимо научиться рассчитывать высоту конька.

Быстро и точно произвести расчёт двухскатной крыши, в том числе определить высоту конька можно и с помощью онлайн-калькулятора в сети интернет.

Заключение

Все расчеты лучше всего их несколько раз проверить во избежание ошибок. Когда этот кропотливый подготовительный процесс будет завершен, можно смело приступать к закупке материала и подготавливать его в соответствии с полученными размерами.

После этого процесс монтажа крыши будет простым и быстрым. А в расчетах вам поможет наш калькулятор двухскатной крыши.