Двускатная крыша дома своими руками расчет

Форма крыши определяется конфигурацией здания, архитектурными решениями и климатическими особенностями региона. В индивидуальном малоэтажном строительстве актуальны скатные конструкции.

Требования к строительным материалам

Для устройства стропильной системы лучшим вариантом будет использование пиломатериалов из хвойных пород древесины — сосны, ели или лиственницы, I — III сорта.

Материал для стропил берется не ниже II сорта, мауэрлат изготавливается из досок или бруса II сорта, для стоек и прогонов берется материал II сорта, обрешетка изготавливается из пиломатериала II-III сорта, это зависит от кровли. Ригели, затяжки выполняют из материала I Сорта. На накладки, подкладки можно применять материал III сорта.

Требования к строительным материалам

Обратите внимание! Пиломатериал должен быть сухим с влажностью не более 20 %. Перед установкой его следует обработать огнезащитными составами и антисептиками против грибковых заболеваний.

Хранить пиломатериал нужно под навесом, обеспечив защиту от солнца и влаги. Площадку для складирования выровнять, пиломатериал переложить подкладками для вентиляции.

Для монтажа потребуются крепежные элементы: стяжки, пластины, шпильки, болты с шайбами и гайками, саморезы с прокладками ЕРDМ, толщиной 2,8мм, монтажная лента, кронштейны оцинкованные.

Кронштейны применяются при креплении мауэрлата, крепят их гвоздями или саморезами.

Требования к строительным материалам

КР уголки служат для прикрепления стропил к мауэрлату, препятствуют смещению стропил.

Весь крепежный материал должен быть изготовлен из высококачественного материала и иметь защиту от коррозии.

Функциональные особенности

Возведение кровельного конька имеет свои нюансы. Этот конструктивный элемент — не только украшение и эстетическое дополнение внешнего вида крыши, он играет очень важную роль, обеспечивая правильную работу всего пирога кровли.

Сегодняшняя крыша – это сложная многослойная система, включающая слои гидроизолятора, утеплителя, пароизолятора. Кровельный пирог включает еще и вентзазоры. «Подушка» воздуха, образующаяся между слоем теплоизоляции и покрытием крыши, формирует еще один вспомогательный барьер. Он расположен между слоем утеплителя и атмосферой, и обеспечивает выравнивание температурного режима, изменяющегося в результате теплопотерь из комнат домостроения в зимнее время и излишков тепла при нагревании крыши в жаркое время года.

Поэтому в зимнее время крыша не разогревается, препятствуя подтаиванию снежных масс и формированию льда на кровле, а летом не происходит, перегрев чердачного помещения, мансарды и прочих комнат домостроения.

Важно не только сформировать вентзазор, но и обеспечить эффективное и непрерывное циркулирование воздушных масс в нем. Для этого подшивка свесов карниза делается перфорированным софитом, досками, смонтированными с щелевыми зазорами, прочими стройматериалами с установкой вентрешеток. На кровле конек вальмовой крыши закрепляется так, чтобы воздух поступал свободно в вентзазор кровельного пирога. Циркуляция воздушных потоков позволит вывести в атмосферу из-под кровли излишнюю жидкость, не позволив ей накапливаться в утеплительном слое и деревянных деталях стропильного каркаса.

Важно: достаточная циркуляция воздушных масс в подкровельном пространстве исключает увлажнение и гниение стропилин и других кровельных деталей.

Рассчитываем высоту конька с помощью геометрической формулы

Ясно, что высота конька напрямую влияет на угол ската кровли. Если конек очень низкий, равно как и скат крыши, то хорошие снежные покровы станут настоящей угрозой для безопасности дома и проживающих в нем людей.

И, наоборот, слишком высокий конек, с большой площадью покрытия, делают кровельную конструкцию беззащитной перед сильными ветрами.

Также следует понимать, что слишком низкие или высокие кровли имеют не привлекательный внешний вид, а это немаловажно для нового дома.

В нашей стране, с определенными климатическими условиями, самым оптимальным размером считается угол наклона от тридцати пяти до сорока пяти градусов.

Высота конька двускатной крыши рассчитывается с помощью несложных геометрических формул. Для этого, следует высоту конька принять как катет прямоугольного треугольника, где вторым катетом станет полная длина здания, разделанная наполовину, то есть на два. Тогда за гипотенузу принимают длину ската.

формула для расчета высоты конька двухскатной крыши

Применяя геометрическую формулу школьного курса, которая помогает найти длину одного из катетов в прямоугольном треугольнике, получается, что для вычисления высоты конька нужно длину второго катета умножить на тангенс угла, находящийся при основании треугольника.

Для наглядности следует привести пример – если ширина дома равна шести метрам, а наклон кровли составляет сорок градусов, тангенс которого равен ноль целых восемьдесят три сотых, то получаем высоту конька, равную двум целым сорока девяти сотым. (0,83*6/2=2,49).

Читайте также:  Как покрыть крышу с переломом профнастилом своими руками

Монтаж конька является довольно сложным и трудоемким делом, который не стоит выполнять в одиночку. Его крепление начинают с краев, а перед этим следует протянуть нетолстый шнур, позволяющий установить конек крыши строго по горизонтальной линии.

В качестве соединительных элементов используют специальные саморезы с прокладками, не позволяющими проникать влаге, а значит подвергаться коррозии, в точки их соединения.

Рассчитываем его величину

Угол наклона скатов кровли – это соотношение высоты в месте расположения конька к половине (для двускатных конструкций) или полной (для односкатных) ширине здания. Расчет производится по такой формуле:

I = (H/(0,5L))×100,

где H – высота стропильной конструкции;

L – ширина стропильной системы;

0,5 – поправочный коэффициент для вычисления разницы между 2-мя катетами треугольной конструкции.

Для односкатной

Чтобы правильно рассчитать уклон, из приведенной выше формулы нужно убрать поправочный коэффициент разницы между 2-мя катетами треугольной конструкции.

Пример расчета наклона стропильной системы для односкатной крыши с высотой 2 м и шириной 10 м:

I = (H/L)×100

I = (2/10)×100 = 20 %

Из приведенной на рис. 13 таблицы выбираем соответствующее 15 % значение в градусах – оно будет составлять 11°.

Рисунок 13. Таблица для преобразования угла уклона из процентов в градусы

Угол наклона кровли скатных крыш рассчитывается по прямой формуле. Пример расчета приведен ниже.

Для двускатной

Расчет наклона крыши для двускатной крыши с высотой конструкции в месте коньковой группы 2 м и шириной 10 м:

I = (H/(0,5L))×100

I = (2/(0,5×10)×100 = 40 %

Согласно выполненным расчетам и преобразованию полученного значения из процентов по таблице на рис. 13 уклон скатов кровли в градусах составит 22°.

Этапы строительства

  1. Монтаж двускатной крыши начинают с основания стропильной системы, которое называется мауэрлат. Это уложенный по периметру стен и хорошо закрепленный брус. Его назначение: механическое крепление крыши к дому и равномерное распределение нагрузки на стены. Для предотвращения преждевременного гниения мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизоляционный слой.

  2. Следующий этап – монтаж стропил. Производят его по шаблону на земле, а затем готовые стропильные конструкции (они называются фермы) поднимают наверх и крепят к мауэрлату при помощи скоб, гвоздей, накладок, болтов, запилов и зарубок, причем запилы и зарубки на стропилах и мауэрлате обязательны – металлический крепеж не обеспечивает надлежащей надежности.

  3. Первыми устанавливают крайние (фронтонные) стропильные фермы, от них по верху и низу натягивают шнуры и остальные конструкции ориентируют по этим направляющим, укрепляя по ходу установки подпорами, ригелями и подкосами. На самом верху закрепляют коньковый брус.

    Принцип устройства мансардной крыши, с ломаными линиями ската, несколько сложнее: наслонные и висячие стропила комбинируются, место перелома образуется соединением двух стропил – длинного и короткого. Углы наклона нижней и верхней части «ломаной» крыши разные: верхний делают пологим, а нижний предельно крутым, почти отвесным.

  4. Завершающий этап – установка кровельного пирога, который состоит из нескольких слоев: пароизоляции, утеплителя, гидроизоляции, обрешетки и кровли. Между слоями оставляют зазоры для циркуляции воздуха и просушивания конденсата.

Обрешетку делают сплошной или разреженной в зависимости от материала кровли – например, для металлочерепицы применяют разреженную с шагом 35 см, для мягкой кровли – сплошную.

При правильном расчете конструкции и грамотной установке всех компонентов, двухскатная крыша надежно служит десятилетиями, защищая дом от непогоды.

Расчет деревянных стропил крыши

Обычно в частном строительстве для устройства крыши дома используется деревянная стропильная система, которая обычно состоит из стропил (верхний пояс стропильной системы), обрешетки, подкосов, затяжек, стоек и прогонов.

Основным элементом из них являются стропила. Именно от их надежности зависит «сложится» ли ваша крыша или нет.

Поэтому для того, чтобы этого не случилось данные конструкции необходимо рассчитывать — делать подбор минимально допустимого сечения по прочности и прогибу.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Сделать это Вы можете на данной странице, где Вам предлагается произвести расчет деревянных стропил крыши (расчет обрешетки см. другой калькулятор) для восьми типов стропильной системы:

  • Тип 1 — односкатная крыша, в которой стропила опираются на две опоры.
  • Тип 2 — в основе стропильной системы лежит треугольник, стропилины которого опираются по двум точкам.
  • Тип 3 — двухскатная крыша, состоящая из треугольной стропильной системы, в которой используются подкосы.
  • Тип 4 — треугольная арка с затяжкой на опорах.
  • Тип 5 — стропила крыши с шарнирным опиранием по концам и жестким защемлением в области конька.
  • Тип 6 — в стропильной системе каждая стропилина опирается на три опоры.
  • Тип 7 — стропильная система, в которой стропилины соединены приподнятой затяжкой.
  • Тип 8 — стропильная система мансардной крыши, которая опирается на четыре опоры и имеет затяжку в области верхних опор.
Читайте также:  Как сделать 4-х скатную крышу: устройство, узлы

Примечание: Данный список можно было еще долго и долго продолжать. Но даже если Ваша крыша точно не соответствуют перечисленным типам, благодаря данному калькулятору Вы все равно сможете ее рассчитать. Просто нужно подобрать наиболее подходящий из предложенных.

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила).

Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева).

А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.

Плоская крыша

Этот вариант лучше применять для домов в стиле минимализма или хай-тека. Достоинства плоской крыши:

  • Можно создать кровлю, что будет активно эксплуатироваться, ведь здесь можно обустроить зимний сад, террасу или бассейн.
  • Для современных людей плоская крыша открывает новые возможности. Поставив ветровые генераторы, водяные насосы или солнечные панели можно не только активно использовать крышу, но и зарабатывать на ней.
  • Такая крыша проста в обслуживании.
  • Установка занимает мало времени, а провести ее монтаж можно самостоятельно.

Единственный недостаток – нужно создавать качественную и дорогостоящую гидро- и теплоизоляцию.

Нюансы чертежа

Правильно созданный чертеж будущей кровли в обязательном порядке должен включать в себя достаточно полные сведения о параметрах элементов, располагаемых на этой плоскости. Под параметрами понимаются величины, указывающие на сечение, длину и ширину.

Помимо основных элементов план плоской кровли обязан включать в себя разбор крепежных приспособлений и деталей, когда чертеж может обойтись и без этого.

Если рассматривать план скатной кровли, то здесь можно увидеть значения, указывающие расстояние от карнизного свеса до конька, длину стен здания и описывают характеристики стропильных ног.

После выбора кровельного покрытия необходимо создать правильную систему, которая позволить эксплуатировать приобретенные продукт по всем правилам и нормам.

  • Для профилированных металлических листов минимальный уклон должен составлять порядка 8 градусов
  • Для металлочерепицы – 30 градусов
  • При использовании мягкий рулонных материалов, например, рубероида, уклон задается более 5 градусов
  • Для волнистых асбестоцементных листов параметр приемлемого наклона находится в диапазоне 20-30 градусов

Помните, что плоская крыша не является в действительности таковой. Ее поверхность должна подвергаться разуклонке, дабы атмосферные осадки могли самостоятельно покидать поверхность. Все параметры наклона должны указываться на плане.

Как рассчитывать размеры крыши?

До того как начать рассчитывать высоту коньковых планок сперва следует узнать высоту крыши. Обычно проблем с этим не возникает, поскольку метод расчёта высоты двускатной крыши не требуют специальных знаний , что позволяет его использовать даже человеку, далекому от строительства.

У двускатной крыши стандартной конструкции углы наклона чаще всего не превышают 30-50°. Но между углами наклона разных скатов могут наблюдаться существенные отличия.

Крыши со столь неправильной конструкцией используют при строительстве объектов, которым хотят придать более оригинальный и привлекательный внешний вид. Решение делать крышу с углом наклона менее 30° является непрактичным из-за того, что это приводит к постоянному скапливанию на кровле осадков. Со временем конструкция может просесть, начнет портиться кровельное покрытие. Ошибкой будет делать углы более 50° . Предела прочности конструкции крыши может не хватить для того, чтобы справиться с сильными ветровыми нагрузками, из-за чего она просто слетит вниз.

Что касается выполнения расчётов высоты крыши, то для этого используют достаточно простые операции. Если принять, что скаты имеют одинаковые длины сторон, то необходимо выполнить следующее: ширина дома разделить на 2, после чего полученное значение умножают на тангенс угла или:

Н=tg(ɑ)*В/2 .

Можно сэкономить время на расчеты, если воспользоваться специальной строительной литературой, где есть сводная таблица со значениями длины ската, высоты крыш и углов.

Для неравносторонней крыши прежде чем рассчитывать высоту конька необходимо определить линию стыка скатов. Ее визуально проводят по чердачному перекрытию, после чего измеряют длину одной из сторон дома. Теперь остается выполнить те же математические операции, что и выше:

Н=tg(ɑ)*l .

(L): L=H/sin(ɑ) .

Зная размеры крыши, можно переходить и к расчёту высоты конька.

При расчете высоты коньковой планки нужно учесть, что они могут иметь разные размеры. По этой причине необходимо в каждом конкретном случае отдельно рассчитать размер планки.

Для упрощения задачи можно воспользоваться специальными формулами. Но нужно учесть, что в них может присутствовать специальный поправочный коэффициент. Его значение определяют из таблиц в специальной литературе.

В большинстве случаев для определения высоты планки специалисты используют следующую общую формулу:

Н = (½) х ВхК .

Чтобы было более понятно, приведем некоторые пояснения:

  • В — ширина здания, в плоскость которого будет укладываться планка;
  • К — значение поправочного коэффициента.

Рассмотрим пример. После проведения замеров удалось узнать, что здание имеет длину одной стороны 12 м, угол наклона равен 45°. С учетом приведенного значения угла используют поправочный коэффициент, равный 1. Таким образом, используя все приведенные формулы, получаем высоту конька Н=0,5х12х1 = 6 м.

Однако обязательно нужно помнить, что перед установкой конька необходимо выполнить усиление конструкции стропильной системы .

При определении высоты конькового элемента в расчет необходимо брать расстояние от плоскости основой стропильной системы до максимально высокой точки.

Для расчёта необходимой длины планок используют следующую формулу:

Ʃ L=L1+(L2-10) .

Значения всех параметров указываются в мм. Расшифруем используемые в формуле переменные:

  • 10 — размеры нахлёста при стыке планок;
  • L1 – длина ската;
  • L2 – длина планки.

Двухскатная крыша.

Одним из самых простых кровельных сооружений, которое можно сделать своими руками — является двухскатная крыша. Этот тип крыши не только простой, но еще очень надежный и обеспечивает защиту от дождей, снегопадов или сильных ветров.

При выборе такого типа крыши, необходимо знать несколько основных особенностей, которые помогут в строительстве этого сооружения

Чему же нужно уделить особое внимание при строительстве своими руками двухскатной крыши? Опора, на которой будет держаться все возводимое сооружение – это самое важное.