Закрыть

Добро пожаловать!

Введите, пожалуйста, Ваши логин и пароль

Авторизация
Скачать .xls
Откуда Вы узнали про нашу компанию?
 
Печать

Оптимальний кут нахилу двосхилим даху

  1. За якими критеріями вибирають кут забудовники
  2. Як вибирають оптимальний кут проектувальники
  3. Які навантаження беруться до уваги при визначенні кута нахилу даху
  4. Як розрахувати оптимальний кут нахилу
  5. Файл для скачування. Навантаження і впливи
  6. Як враховується кут нахилу при розрахунку кроквяної системи
  7. ГОСТ 24454-80. Файл для скачування
  8. Як впливає кут нахилу на довжину кроквяних ніг
  9. Практичні поради

Фундамент і дах - два найважливіших і складних за розрахунками архітектурних елемента будь-якої будівлі. Несучі елементи даху - кроквяна система, а її показники багато в чому залежать від кута нахилу скатів. Звичайні забудовники вибирають оптимальний кут нахилу даху, виходячи з інших критеріїв, ніж проектувальники. Фундамент і дах - два найважливіших і складних за розрахунками архітектурних елемента будь-якої будівлі

Оптимальний кут нахилу двосхилим даху

Зміст статті

За якими критеріями вибирають кут забудовники

Їх не зовсім цікавлять розрахунки на міцність несучих вузлів, їм малоцікава вплив кута нахилу двосхилим даху на вартість і складність кроквяної системи і т. Д.

На що звертають увагу звичайні забудовники?

Параметри вибору кута нахилу даху Короткий опис Параметри вибору кута нахилу даху Короткий опис

Зовнішній вигляд

Кожен власник бажає мати гарний будинок зі своїми індивідуальними відмінностями. На зовнішній вигляд будинку великий вплив робить кут нахилу скатів. Архітектори мають свої вимоги до будівель, будинки повинні органічно вписуватися в стиль вже існуючих будівель. Особливо строго до цього параметру відносяться, коли будинок розташовується в межах міста. Досить часто органи місцевого самоврядування приймають рішення, які забороняють порушувати традиційний архітектурний вигляд. Не можна, наприклад, будувати будинок з кутом нахилу даху 45 °, якщо на цій вулиці всі будівлі мають нахил не більше 20 °. Кожен власник бажає мати гарний будинок зі своїми індивідуальними відмінностями

Використовувані покрівельні покриття

Цей фактор робить дуже незначний вплив на оптимальний кут. Покрівельні матеріали мають лише загальні рекомендації по монтажу на плоских і похилих дахах. Плоскі дахи мають кут нахилу скатів менше 10 °, всі конструкції з кутом нахилу, що перевищує ці значення, вважаються похилими. Технологія монтажу покрівельних матеріалів з кутом нахилу 15 ° нічим не відрізняється від технології покрівельних робіт на схилах з нахилом 45 °. Є, правда, обмеження для штучної черепиці, її можна встановлювати на дахах з кутом нахилу не менше 22 °. Цей фактор робить дуже незначний вплив на оптимальний кут

Призначення горищних приміщень

Чим більше кут нахилу скатів, тим вище горищні приміщення. Такі дахи будуються для будівель з мансардами. На цей фактор забудовники звертають велику увагу, але не все так просто, як може здатися на перший погляд.

Ці побажання архітекторами беруться до уваги під час проектування і розрахунку елементів кроквяних систем. Але до них додається ще досить велика кількість чисто інженерних факторів, що роблять вирішальний вплив під час розрахунків параметрів кроквяної системи. І кут нахилу скатів серед них не єдиний, все значення залежать один від одного і не можуть не враховуватися при розробці проекту.

Як вибирають оптимальний кут проектувальники

Розрахунки робляться на підставі СНиП 2.01.07-85. Розміщуються норми використовуються під час розрахунків з урахуванням постійно діючих, тимчасових і особливих навантажень і їх різних поєднань.

СНиП 2.01.07-85. Файл PDF відкриється в новій вкладці

Навантаження і впливи

Які навантаження беруться до уваги при визначенні кута нахилу даху

Навантаження діляться на кілька категорій залежно від тривалості їх впливу: тривалі, короткочасні і особливі.

  1. Тривалі (постійні) навантаження на кроквяну систему. До них відноситься вага покрівельних матеріалів, утеплювачів, дерев'яних елементів кроквяної конструкції. До цієї категорії слід відносити навантаження, що виникають внаслідок теплових розширень і змін лінійних розмірів через зміни показників відносної вологості пиломатеріалів. Нормативні зміни температур визначаються за формулами окремо для опалювальних і неопалюваних приміщень. Вага снігового покриву також вважається тривалим навантаженням на кроквяну систему і в обов'язковому порядку береться до уваги під час визначення оптимального кута нахилу крокв.

    Навантаження на кроквяну систему

    Навантаження на кроквяну систему

    Снігові навантаження вважаються тривалими і приймаються в розрахунок

  2. Короткочасні. На кроквяну систему впливає вага робітників, складованих будматеріалів, маса спеціального обладнання та інструментів, які використовуються під час будівництва, і вітрові навантаження.

    Вітрові навантаження на дах

  3. Особливі навантаження. Зусилля, що виникають під час стихійних лих, землетрусів, вибухів, при різкій втраті несучої здатності одного або декількох навантажених вузлів кроквяної системи.

    У числі особливих навантажень - землетрусу і стихійні лиха

Під час визначення кута нахилу даху враховується максимально можливе поєднання навантажень. Жоден із цих параметрів впливають на товщину і довжину кроквяних ніг. Розрахунок кроквяної системи та кута нахилу скатів робиться за граничними станами з урахуванням всіх несприятливих факторів.

Максимальні прогини і переміщення крокв регламентуються без залежності від їх лінійних розмірів і не повинні призводити до часткової розгерметизації даху. До всіх типів дахів, незалежно від кута нахилу, висуваються такі умови:

  • повинна гарантуватися безпечна експлуатація будівель;
  • цілісність конструкції не може порушуватися навіть під час короткочасних пікових навантажень;
  • зовнішній вигляд даху не повинен змінюватися весь період експлуатації.

Кроквяна система повинна витримувати пікові навантаження без деформацій

При цьому кожне вимога повинна виконуватися незалежно від інших. Граничні значення прогину крокв обмежуються з урахуванням експлуатаційних характеристик покрівельних матеріалів. Якщо нормативні значення не мають помітного впливу на зовнішній вигляд, то вони не коригуються.

Практична порада. Набагато простіше цілісність покрівельного пирога даху забезпечувати не за рахунок збільшення міцності кроквяної системи, а за рахунок використання спеціальних конструктивних компенсаторів.

Набагато простіше цілісність покрівельного пирога даху забезпечувати не за рахунок збільшення міцності кроквяної системи, а за рахунок використання спеціальних конструктивних компенсаторів

Компенсатор усадки, змінна опора

Як розрахувати оптимальний кут нахилу

Калькулятор з розрахунку висоти коника

Перейти до розрахунків

Як уже зазначалося, на кут нахилу скатів впливає снігове і вітрове навантаження, загальна вага покрівельного пирога і маса кроквяної системи. Якщо використовуються сучасні легкі утеплювачі, то їх вага можна не враховувати.

Крок 1. Розрахунок снігового навантаження. Попередні умови залежать від нормативних показників снігового навантаження з урахуванням кліматичної зони розташування будівлі і коефіцієнта ухилу скатів. Зауважте, не від величини нахилу, а від її коефіцієнта. Чим менше кут нахилу, тим менше коефіцієнт. Наприклад, якщо кут дорівнює 15 °, то під час розрахунків використовується коефіцієнт 0,27, якщо кут нахилу скатів дорівнює 45 °, то коефіцієнт дорівнює 1,0. Великий кут нахилу істотно зменшує тиск снігового покриву на крокви, і навпаки, чим він менше, тим значніше зусилля діють на крокви. Для регіонів з високим сніговим покривом оптимальний кут нахилу скатів повинен бути не менше 35 °. За рахунок цього зменшується висота задерживаемого покрівлею снігу, він швидше сходить. Крім того, в такому положенні на крокви діють не тільки зусилля на вигин, а й на стиск. А пиломатеріали набагато краще працюють на стиск, ніж на вигин. Збільшення оптимального кута нахилу дає можливість зменшувати лінійні розміри навантажених елементів, що сприятливо впливає на загальну вартість кроквяної системи.

снігове навантаження

снігове навантаження

Як вимірюється кут нахилу

Практична порада. Дізнатися коефіцієнт кута можна самостійно за допомогою рулетки. Виміряйте висоту кроквяної системи і розділіть цю величину на половину ширини будинку. Потім в таблиці знайдіть найближче значення коефіцієнта, воно означає оптимальний кут нахилу кроквяної ноги.

Регіональні значення навантажень від вітру і снігу вказані в СНиП 2.01.07-85, під час розрахунків потрібно користуватися наявними в ньому таблицями і рекомендаціями.

07-85, під час розрахунків потрібно користуватися наявними в ньому таблицями і рекомендаціями

Карта снігових навантажень

Файл для скачування. Навантаження і впливи

СНиП 2.01.07-85

Схеми розподілу навантаження і величина коефіцієнта вказані в таблицях нормативного документа. Якщо вони виникають лише на частині поверхні даху, то потрібно брати значення, що діють на половині прольоту кроквяної системи. У цьому випадку допускається використання спрощених схем, але кут нахилу ската завжди повинен враховуватися.

Крок 2. Розрахунок вітрового навантаження.

Розрахунок вітрового навантаження

вітрова навантаження

У цьому випадку кут нахилу скатів надає протилежний вплив. Чим він більший, тим вище парусність (аеродинамічний опір) будови, відповідно, тим більше максимальні навантаження вітру. Інженерам треба вибрати оптимальну середину, кут нахилу скатів впливає на багато параметрів будови. Зусилля залежать від нормативних значень тиску вітру в кожній кліматичній зоні. Додатково використовується аеродинамічний коефіцієнт. Він враховує конкретну місцевість розташування будови (на відкритій будмайданчику, в межах міста і т. Д.), Висоту і парусність (коефіцієнт аеродинаміки) будинку.

Приймається середня швидкість за три найхолодніших місяця, саме в цей період можливі максимальні зусилля на кроквяні ноги. При цьому навантаження від вітру повинна прийматися як сума тиску на зовнішню поверхню, сили тертя, спрямованих по дотичній лінії до покрівельних матеріалів і нормального тиску на внутрішні елементи даху.

При цьому навантаження від вітру повинна прийматися як сума тиску на зовнішню поверхню, сили тертя, спрямованих по дотичній лінії до покрівельних матеріалів і нормального тиску на внутрішні елементи даху

Карта вітрових навантажень

Коефіцієнти аеродинамічного опору встановлюються окремо для зовнішнього тиску, сили тертя об поверхню даху, вітрильного опору і внутрішнього тиску. Для скатних дахів з кутом нахилу не більше 25 ° використовується коефіцієнт 2,0. Окремо розраховується кроквяна система за показниками пульсуючого тиску, що виникає при сильних поривах вітру.

Крок 3. Маса покрівельних матеріалів. Чим важче покрівля, тим більше навантаження діють на кроквяну систему. Для однакових по товщині і ширині стропильних ніг потрібно збільшувати кут нахилу, в такому положенні зростають поздовжні зусилля і зменшуються перцеві. А саме критичних поперечних зусиль найбільше боїться кроквяна нога. Але лише за цим критерієм вибирати оптимальний кут нахилу не можна, ми вже згадували, що слід враховувати всі фактори, і не тільки інженерного, а й дизайнерського характеру. При розрахунках беріть вага покрівельного матеріалу з урахуванням його особливостей, вагою обрешітки і утеплювачів можна знехтувати, але вага крокв враховується.

При розрахунках беріть вага покрівельного матеріалу з урахуванням його особливостей, вагою обрешітки і утеплювачів можна знехтувати, але вага крокв враховується

Маса покрівельних матеріалів

Маса покрівельних матеріалів

Навантаження на крокви з залежності від матеріалу покрівлі

Важливо. Якщо дах буде покриватися м'якими покрівельними матеріалами, то алгоритм розрахунок ваги трохи змінюється. Під м'які покриття обов'язково робиться суцільна обрешетка з плит ОСП або фанери товщиною не менше одного сантиметра. Такі матеріали мають велику масу і роблять помітний вплив на загальну вагу покрівельного покриття, це потрібно в обов'язковому порядку брати до уваги.

Крок 4. Визначення сумарного навантаження на дах. Заключний показник навантаження, оптимальний кут нахилу скатів двосхилим даху багато в чому залежить від його значень. Загальне навантаження визначається підсумовуванням всіх раніше розрахованих зусиль.

Загальне навантаження визначається підсумовуванням всіх раніше розрахованих зусиль

Визначення сумарного навантаження на дах

Для підвищення надійності будівлі інженери завжди роблять закруглення отриманих параметрів в сторону збільшення. Справа в тому, що розрахувати до кілограма величину навантажень навіть теоретично неможливо, не кажучи вже про спрощені практичних розрахунках. У зв'язку з цим при першій можливості вживаються заходи для забезпечення запасу міцності і стійкості несучих конструкцій будівлі.

Розрахунок кроквяної системи

До відома. У московському регіоні дах площею 100 м2 повинна витримувати навантаження приблизно 30 тонн. Це дуже великі зусилля, ось чому вибір оптимального кута нахилу має таке велике значення з інженерної точки зору. Якщо під час розрахунків буде допущена помилка, то можливий прогин крокв або повне руйнування конструкції. Прогин кроквяної системи обов'язково стане причиною порушення герметичності покрівлі і появи протікання, їх усунення складний і тривалий процес. Повна втрата стійкості даху - аварійна ситуація з усіма вкрай негативними наслідками. У дерев'яних будинках одномоментне руйнування даху може зрушити несучі стіни, що ще більше погіршить ситуацію.

Як враховується кут нахилу при розрахунку кроквяної системи

Розрахунок складається з кількох етапів, кожен має свої вимоги і враховує певні умови.

Крок 1. Розрахунок навантаження на погонний метр кроквяної ноги. Ми вже згадували, що від показників кута нахилу багато в чому залежить розподіл зусиль. Кроквяна нога умовно приймається за балку з двома або кількома точками упору, від кута нахилу залежать значення поздовжніх і поперечних зусиль. Кожне окреме зусилля визначається після побудови епюри як катет прямокутного трикутника. При цьому кут нахилу грає важливу роль, саме його значення синусів, косинусів і тангенсів використовуються для визначення навантажень.

Розкладання навантаження на крокви на вертикальну і горизонтальну складові

Для розрахунку сумарного навантаження потрібно відстань між точками упору стропильних ніг помножити на відстань між кроквяними ногами і на сумарне навантаження. З урахуванням значення цієї сили будується епюра. Але на практиці розрахунки по епюрах не потрібно робити, у СНіП є таблиці з готовими даними.

Практична порада. Під час вибору оптимального кута нахилу двосхилим даху потрібно домагатися, щоб за рахунок збільшення поздовжніх зменшувалися поперечні зусилля. Тобто, по можливості збільшувати кут нахилу скатів.

Крок 2. Визначення площі перерізу пиломатеріалів, що використовуються для виготовлення кроквяних ніг. Це дуже важливий етап розрахунків. Вихідні дані треба брати з ГОСТу 24454-80, міцність матеріалів дана з урахуванням виду деревини. Для крокв універсальними вважаються дошки товщиною 50 мм, ширина підбирається в залежності від раніше розрахованих навантажень.

Таблиця розмірів та інших параметрів крокв

ГОСТ 24454-80. Файл для скачування

Пиломатеріали хвойних порід

З урахуванням величини кута нахилу за формулами розраховується ширина дошки, вихідні дані - товщина крокви.

Оптимальний крок і перетин крокв під металочерепицю

Майте на увазі, що максимальна довжина крокви - це не загальна довжина, а відстань між сусідніми упорами. Упорами зможуть бути як вертикальні стійки, так і розкоси або різні стяжки.

Елементи кроквяних систем

Ще раз нагадуємо, що під час розрахунків параметрів стропіліни треба брати максимальну відстань, одна нога може мати кілька опорних точок. Цей загальний підхід використовується для розрахунків на міцність будь-яких конструкцій, завжди береться найслабше і найбільш навантажене місце. Тільки так можна з достатнім запасом міцності і стійкості спроектувати кроквяну систему.

Під час безпосереднього будівництва покрівельники можуть збільшувати кількість упорів або зменшувати відстань між ними і за рахунок цього додатково підвищувати стійкість конструкції. Але категорично забороняється зменшувати кількість опорних елементів або збільшувати відстань між опорними точками. Такі дії обов'язково приведуть до деформації даху. Вона може статися як відразу після закінчення покрівельних робіт, так і через кілька років після початку експлуатації будівлі.

Вона може статися як відразу після закінчення покрівельних робіт, так і через кілька років після початку експлуатації будівлі

Монтаж кроквяної системи двосхилого даху повинен проводитися за проектом

На підставі розрахунків визначається мінімальна ширина дошки для крокв при товщині 50 мм з урахуванням оптимального кута нахилу скатів. Це значення ніколи не буде стандартним, остаточно вибирати дошку потрібно з запасом по ширині. Наприклад, якщо у вас вийшло 90 мм, то дошку треба брати 100 мм, якщо 120 мм, то ширина кроквяної ноги повинна бути 150 мм. За рахунок такого підходу компенсується можливе зменшення міцності пиломатеріалів. Справа в тому, що в світі не існує двох дощок з повністю однаковими властивостями. На механічну міцність впливає величезна кількість факторів, що не піддаються розрахунками. Ніхто не знає, скільки саме тріщин або сучків матиме дошка на розрахунковій ділянці, чи є заболонь або інші вади розвитку деревини, як вона сушилася, які допуски по товщині і ширині і т. Д.

Ще один момент - одна і та ж дошка змінюється свою міцність в залежності від вологості, температури зовнішнього повітря і часу експлуатації.

Ще один момент - одна і та ж дошка змінюється свою міцність в залежності від вологості, температури зовнішнього повітря і часу експлуатації

деформація деревини

деформація деревини

Міра усадки і деформації симетричною дошки залежить від розпилювання

Як впливає кут нахилу на довжину кроквяних ніг

Маючи оптимальний кут нахилу даху будівельникам треба розрахувати довжину кроквяних ніг і висоту вертикальних стійок. Зробити це можна за допомогою калькулятора. Розглянемо приклад розрахунку, так буде легше зрозуміти алгоритм дій. Як дізнатися, що цікавлять параметри кроквяної системи, знаючи кут нахилу скатів?

Крок 1. Намалюйте на папері прямокутний трикутник. Горизонтальний катет винен дорівнюваті половіні ширини будинку. Наприклад, якщо ширина будови 8 м, то довжина катета буде 4 м.

схема трикутника

Крок 2. Помножте довжину катета на тангенс кута нахилу даху. Обидві величини нам відомі. Якщо кут нахилу 35 °, то другий катет має розмір 2,8 м. Це висота вертикальної стійки кроквяної системи. Тепер потрібно обчислити довжину крокв.

Помножте довжину катета на тангенс кута нахилу даху

Крок 3. Розділіть довжину нижнього катета (4 м) на косинус 35 °. У нашому випадку довжина крокв буде дорівнює 4,88 м. Якщо з косинусом працювати складно, то довжину гіпотенузи можна дізнатися за допомогою теореми Піфагора. Сума квадратів катетів дорівнює квадрату гіпотенузи.

Розділіть довжину нижнього катета (4 м) на косинус 35 °

Розділіть довжину нижнього катета (4 м) на косинус 35 °

Вказівка ​​розмірів на кресленні

До отриманого значення довжини стропіліни слід додати розмір свеса, він залежить від архітектурних особливостей будови.

Кроквяна система за вказаними розрахунками

Кроквяна система за вказаними розрахунками

Нарощування стропильних ніг і звиси

Практичні поради

Інженерні розрахунки параметрів кроквяної системи роблять тільки спеціалізовані проектні компанії з ліцензіями і допусками. Самостійно роботи виконати складно, для цього потрібно мати інженерну освіту. Що радять досвідчені будівельники з великим практичним стажем?

  1. Оптимальний проектний кут нахилу даху можна змінювати лише в бік його збільшення. Такі зміни зменшують навантаження на елементи кроквяної системи і не можуть стати причиною порушення стійкості конструкції.

    Кут нахилу даху

  2. Нерідкі випадки, коли вже під час будівництва замовники з тих чи іншими причинами вимагають внести зміни в проектну документацію. Можна приймати їх побажання до уваги тільки в тих випадках, коли зміни не мають негативного впливу на стійкість кроквяної системи. Якщо необхідно зменшити розрахунковий кут нахилу, то необхідно збільшувати ширину дощок або встановлювати додаткові розпірки. Перший варіант не зменшує горищне простір, використовується часто.

    Якщо необхідно зменшити розрахунковий кут нахилу, то необхідно збільшувати ширину дощок або встановлювати додаткові розпірки

  3. Ніколи не треба компенсувати зміну кута нахилу даху за рахунок зміни відстані між кроквяними ногами. Відповідно до сучасних нормативних вимог крок кроквяних ніг враховує стандартну ширину утеплювачів. Якщо його змінити в ту чи іншу трону, то істотно ускладнитися процес монтажу покрівельного пирога теплих дахів для мансардних приміщень.

    Укладання базальтового утеплювача між кроквами

Оптимальний кут нахилу даху обов'язково потрібно мати на увазі під час облаштування водостічної системи і елементів для снігозатримання. Він в будь-якому випадку повинен гарантувати нормальний стік дощових і талих вод, мінімізувати ризики поява протікання через незначних порушень технології покрівельних робіт.

Відео - Розрахунок дини крокв в залежності від кута нахилу даху

На що звертають увагу звичайні забудовники?
Як дізнатися, що цікавлять параметри кроквяної системи, знаючи кут нахилу скатів?
Що радять досвідчені будівельники з великим практичним стажем?