Как производится расчет угла наклона односкатной крыши?

Односкатные крыши придают оригинальность постройкам, вписываются в дизайн дачных домиков и просторных коттеджей, привлекают простотой установки, экономией материала для настила.

Однако при составлении проекта кровли для здания, строящегося в районе, где зимой засыпает снегом, а в теплый период года заливают дожди, нужно знать, что учитывать при определении наклона крыши, от которого зависит, выдержит ли дополнительное давление стропильная система, сколько лет прослужит кровля.

Как рассчитать угол наклона односкатной крыши, читайте далее.

Что учитывают при определении уклона?

Составляя проект крыши с одним скатом, строители стараются уделить внимание некоторым особенностям монтажа, самой важной из которых служит угол наклона. Величина этого параметра может находиться в пределах от 2° до 60.

Однако приступая к расчетам показателя, представляющего собой угол наклона стропил и ската по отношению к вертикальной плоскости потолка, при строительстве зданий в умеренном климате, необходимо учитывать:

• среднегодовой объем осадков;
• возможные нагрузки;
• преобладающее направление ветров;
• тип материалов, приобретаемых для кровли.

При минимальном угле наклона удается экономить средства для настила, однако снег не соскальзывает, а накапливается на крыше, что повышает нагрузку на дом, уменьшает период эксплуатации крыши.

Если планируется обустройство чердака, уклон конструкции необходимо увеличивать, для этого советуют усиливать стропильную систему.

Постоянные и динамические нагрузки

После укладки обрешетки, для определения оптимальной величины угла наклона кровли рассчитывают предполагаемые нагрузки – постоянные, величина которых зависит от тяжести покрытия, наличия антенн-тарелок, дымоходов, динамические – увеличивающиеся в период усиления циклонической деятельности.

Плотные и тяжелые пласты, образующиеся после сильных метелей на крыше, создают повышенное давление на стропильную систему, что может спровоцировать провисание конструкции, разрушить несущие элементы кровли.

Для определения снеговой нагрузки нормативную массу твердых осадков на 1 кв. м площади горизонтальной поверхности (Sg) определяют по таблице в карте снеговых районов и умножают на поправочный коэффициент (q).

Величина q равна единице для наклона 25° и 0,7 для углов от 26 до 60 градусов. Формула расчета нагрузки: S= Sg х q.

В средней полосе, где нормативный вес снегового покрова 180 кг, крыша, установленная под углом 30°, выдерживает 130 килограммов.

Воздушный поток, образующийся вследствие неравномерного нагревания поверхности в разных районах, сталкиваясь со зданием при передвижении, разделяется на 2 части, одна направляется вниз, другая создает нагрузку, способную сломать или сорвать крышу, деформировать всю конструкцию.

Чтобы не допустить разрушения кровли в регионах, где скорость перемещения воздушных масс часто превышает 20 м/сек:

1. Усиливают каркас.
2. Дополнительно связывают стропила.
3. Не используют для настила мягкие материалы.
4. Плоскость ската обращают к наветренной стороне.
5. Крышу не устанавливают под большим углом.

С увеличением наклона кровли возрастает сила, с которой на нее действует ветер.

Среднюю нагрузку воздушного потока на постройку (w) определяют путем умножения расчетного значения ветрового давления (wg) на коэффициенты: kz – учитывающий его изменение на высоте над поверхностью земли и c– аэродинамический коэффициент. Формула выглядит так: W=wg х kz х c.

При разработке плана односкатной крыши рекомендуют рассчитывать не только вес снежного покрова, при котором устоит стропильная система, но и то, что динамическая нагрузка иногда возникает одновременно с постоянной.

При сильных порывах ветра способна сломаться антенна, для установки которой может потребоваться не один, а 2 человека.

При малом уклоне воздушный поток загоняет капли воды под стыки, что уменьшает срок службы крыши. В районах, в которых выпадает избыток осадков, рекомендуют кровлю ставить под углом 45°, а там, где наблюдается небольшое количество снега и дождя, хватает 25 или 30 градусов.

Влияние материала на величину наклона, расчет высоты стены и фронтона

На невентилируемых крышах, устанавливаемых на верандах и террасах, которые пристраиваются к домам для отдыха на воздухе, минимальный наклон ската составляет 3%, максимальный – 6, проветривание кровли выполняется с помощью специальных отверстий. На дачных домиках, гаражах, коттеджах выполняют монтаж вентилируемых крыш.

При монтаже конструкций смешанного типа уклон увеличивают, делая изоляцию и укладывая утеплитель в 2 слоя, однако зимой сверху скапливается снег.

У каждого вида материала, что выпускается для настила кровли, присутствуют свои требования к допустимым границам наклона крыши, которые указываются к инструкции:

Битумные материалы в рулонах, которые настилаются на основу путем нагрева, подходят для перекрытия с углом до 15°. Кровля фальцевая укладывается при уклоне не менее 8°, керамическая черепица – от 22.

Листы профнастила, состоящего из множества волнообразных краев, не рекомендуют использовать для настила в областях с сильными ветрами, поскольку материал отличается высокой парусностью, в соответствии со СНиП II-26-76 применяется при минимальном угле 12°.

Как высчитать уклон ската?

У односкатной крыши стены, на которые конструкция должна опираться, имеют неодинаковую высоту. Чтобы сформировать требуемый угол наклона, поднимают одну из стен и вдоль нее проводят перпендикулярную линию, начинающуюся в точке, где заканчивается короткая стена, и опирающуюся на самую длинную стену.

Высоту фронтона при монтаже крыши определяют, используя формулу: L фр =Tg (угол наклона) х L ст (высота II стены).

Если длина одной стены постройки 5 м, уклон конструкции 25%, используя таблицу синусов и тангенсов:

1. Узнаем высоту второй стены (L ст): 5 х tg°=5 х 0,47 = 2,35 м.
2. Считаем длину стропил: L ст: sin 25% =2,35 / 0,42 =5,59.

При составлении проекта, на основе которого сооружается крыша, используются действующие строительные нормы и правила, в соответствии с документом разрабатывается онлайн-калькулятор. Для примера определяем уклон крыши шириной основания 4 и длиной 9 м, имея данные в метрах:

• 

  высота подъема – 2,5;

• длина боковых свесов – 0,5;
• шаг стропил –0,7;
• ширина и толщина доски обрешетки –0,15 и 0,25;
• высота конька –5;
• материал для кровли – шифер;
• снеговая нагрузка (3 регион) –180 кг;
• городская местность.

На основе расчетов угол наклона составляет 32°.

Для более точного определения показателя строители используют специальный угломер с опорной рейкой, которую ставят на обрешетку. При направлении к коньку рамы с маятником на полукруглой шкале грузик указывает угол наклона в градусах, на вертикальной оси – в %.

Кровельные материалы на приборе разделяются по техническим характеристикам и изображаются дугообразными стрелками.

Чем опасен неверный подсчет?

Постройки с односкатными крышами вписываются в ландшафтный дизайн, а элементы конструкции, имеющие небольшой вес, легко устанавливаются вручную, увеличивается коэффициент использования здания, а особенно верхнего этажа.

Если при определении угла наклона крыши не учитывался тип кровли, направление ветров или допущена другая ошибка, срок эксплуатации кровли уменьшается.

При игнорировании возможной снеговой нагрузки после продолжительной метели оказывается сильное давление на крышу, и конструкция начинает провисать или прогибаться, возникает опасность разрушения несущих элементов.

При недостаточном уклоне тающие осадки попадают внутрь и могут испортить утеплитель, изоляцию. В районах с сильными ветрами возрастает риск сноса кровли, если она установлена под большим углом.

Видео по теме статьи

Видео-урок по нахождению высоты и наклона крыши:

Заключение

Односкатные крыши выглядят не так нарядно, как шатровые или вальмовые, но привлекают тем, что быстро устанавливаются, не требуют особых навыков при монтаже, при правильных расчетах и использовании качественных материалов служат десятки лет.