Як розрахувати кут нахилу даху

48

Проекти зводяться заміських особняків можуть враховувати безліч вимог, побажань і навіть примх або «капризів» їх власників власника. Але завжди їх «ріднить» загальна особливість — без надійного даху ніколи не обходиться жодне їх будівель. І в цьому питанні на перший план повинні виходити не стільки архітектурні шедеври замовника, скільки специфічні вимоги до цього елементу будови. Це надійність і стійкість всієї кроквяної системи і покрівельного покриття, повноцінне виконання дахом свого прямого призначення – захисту від проникнення вологи (а в ряді випадків, крім того, ще й термо — і звукоізоляції), при необхідності – функціональність розташованих безпосередньо під покрівлею приміщень.

Як розрахувати кут нахилу даху

Проектування конструкції даху – справа надзвичайно відповідальна і досить непроста, особливо при складних її конфігурації. Найрозумніше буде довірити цю справу професіоналам, що володіють методикою проведення необхідних розрахунків та відповідним програмним забезпечення для цього. Однак, власнику будинку теж можуть бути цікаві деякі теоретичні моменти. Наприклад, важливо знати, як розрахувати кут нахилу даху самостійно, хоча б приблизно — для початку.

Це дасть можливість відразу оцінити можливість реалізації своїх авторських прикидок» — щодо відповідності задуманого реальним умовам регіону, за «архітектурі» самого даху, по планованому покрівельного матеріалу, використання горищного приміщення. Певною мірою розрахований кут ската покрівлі допоможе провести попередній підрахунок параметрів і кількості пиломатеріалів для кроквяної системи, загальної площі покрівельного покриття.

Зміст статті

  • 1 В яких величинах зручніше вимірювати кут ската даху?
    • 1.1 Калькулятор розрахунку крутизни схилу по відомому значенню висоти коника
  • 2 Залежність типу покрівельного покриття від крутизни схилу
  • 3 Залежність висоти конька від кута нахилу даху
    • 3.1 Калькулятор розрахунку довжини ската покрівлі по відомому значенню висоти коника
  • 4 Залежність розмірів приміщення мансарди від кута нахилу скатів даху
  • 5 Залежність величини зовнішніх навантажень від кута нахилу даху
    • 5.1 Снігове навантаження
    • 5.2 Вітрова навантаження
    • 5.3 Калькулятор розрахунку сумарної, снігового і вітрового навантаження для визначення необхідного перерізу крокв
  • 6 Відео: розрахунок і монтаж двосхилим кроквяної системи

В яких величинах зручніше вимірювати кут ската даху?

Здавалося б – абсолютно зайвий питання, так як все зі шкільної лави знають, що кут вимірюється в градусах. Але ясність тут все ж потрібна, тому що і в технічній літературі, і в довідкових таблицях, і в звичному побуті деяких досвідчених майстрів нерідко зустрічаються і інші одиниці вимірювання – відсотки або ж відносні співвідношення сторін.

І ще одне необхідне уточнення — що приймається за кут нахилу даху?

Як розрахувати кут нахилу даху

Що ж розуміється під кутом нахилу даху?

Кут нахилу – це кут, утворений перетином двох площин: горизонтальної і площиною схилу покрівлі. На малюнку показаний буквою грецького алфавіту α.

Нас цікавлять гострі кути (тупоугольных схилів не може бути просто за визначенням), лежить в діапазоні від 0 до 90°. Схили крутіше 50 ÷ 60 ° в «чистому» вигляді зустрічаються надзвичайно рідко і то, як правило, для декоративного оформлення дахів – при будівництві гострокінцевих башточок в готичному стилі. Однак є і виключення – такими крутими можуть бути скати нижнього ряду крокв даху мансардного типу.

Як розрахувати кут нахилу даху

Нижні крокви даху мансардного типу можуть розташовуватися під дуже великим кутом

І все ж найчастіше доводиться мати справу зі скатами, лежить в діапазоні від 0 до 45°

З градусами зрозуміло – все, напевно, представляють транспортир з його поділками. А ка бути з іншими одиницями вимірювання?

Теж нічого складного.

Відносне співвідношення сторін – це максимально спрощена дріб, що показує відношення висоти підйому ската (на малюнку вище позначена латинської Н) до проекції ската даху на горизонтальну площину (на схемі – L).

L – це може бути, залежно від конструкції даху, половина прольоту (при симетричному двосхилим даху), проліт повністю (якщо дах односхилий), або, при складних конфігураціях покрівлі, дійсно лінійний ділянку, визначається проведеної до горизонтальної площини проекцією. Наприклад, на схемі мансардного даху таку ділянку добре показаний – по горизонтальній балці від самого кута до вертикальної стійки, що проходить від верхньої точки нижнього крокви.

Кут ухилу так і записується дробом, наприклад «1 : 3».

Однак, на практиці нерідко трапляється так, що використовувати величину кута ухилу в такому поданні буде надзвичайно незручний, якщо, скажімо, числа дробу виходять некруглі і несокращаемые. Наприклад, мало що скаже досвідченому будівельнику співвідношення 3 : 11. На цей випадок є можливість скористатися ще однією величиною виміру ухилу даху – відсотками.

Знаходиться ця величина надзвичайно просто – необхідно просто знайти результат ділення вже згаданої дробу, а потім помножити його на 100. Наприклад, у наведеному вище прикладі 3 : 11

3 : 11 = 0,2727 × 100 = 27,27 %

Отже, отримана величина ухилу ската покрівлі, виражена у відсотках.

А що робити, якщо потрібно перейти від градусів до відсотками чи навпаки?

Можна запам’ятати таке співвідношення. 100 % — це кут 45 градусів, коли катети прямокутного трикутника рівні між собою, тобто в нашому випадку висота схилу дорівнює довжині його горизонтальної проекції.

В такому випадку, 45° / 100 = 0,45° = 27. Один відсоток ухилу дорівнює 27 кутовим хвилинах.

Якщо підійти з іншого боку, то 100 / 45° = 2,22 %. Тобто отримуємо, що один градус – це 2, 22% ухилу.

Для простоти перекладу величин з одних в інші можна скористатися таблицею:

Значення у градусах Значення в % Значення у градусах Значення в % Значення у градусах Значення в %
2,22% 16° 35,55% 31° 68,88%
4,44% 17° 37,77% 32° 71,11%
6,66% 18° 40,00% 33° 73,33%
8,88% 19° 42,22% 34° 75,55%
11,11% 20° 44,44% 35° 77,77%
13,33% 21° 46,66% 36° 80,00%
15,55% 22° 48,88% 37° 82,22%
17,77% 23° 51,11% 38° 84,44%
20,00% 24° 53,33% 39° 86,66%
10° 22,22% 25° 55,55% 40° 88,88%
11° 24,44% 26° 57,77% 41° 91,11%
12° 26,66% 27° 60,00% 42° 93,33%
13° 28,88% 28° 62,22% 43° 95,55%
14° 31,11% 29° 64,44% 44° 97,77%
15° 33,33% 30° 66,66% 45° 100,00%

Для наочності буде корисним навести графічну схему, яка дуже доступно показує взаємозв’язок всіх згаданих лінійних параметрів з кутом ската і величинами його вимірювання.

Як розрахувати кут нахилу даху

Схема А. Взаємозалежність одиниць вимірювання кута нахилу даху і допустимі типи покрівлі

До цього малюнку ще належить повернутися, коли будуть розглядатися види покрівельних покриттів.

Ще простіше буде розрахувати крутизну і кут нахилу ската. якщо скористатися вбудованим калькулятором, що розміщені нижче:

Калькулятор розрахунку крутизни схилу по відомому значенню висоти коника

Введіть значення висоти гребеня Н і довжини горизонтальної проекції ската L.

Після вводу натисніть кнопку «Розрахувати кут нахилу ската покрівлі»

Висота коника Н (метрів)
Довжина горизонтальної проекції ската L (метрів)

Залежність типу покрівельного покриття від крутизни схилу

Плануючи будівництво власного будинку, господар ділянки напевно вже проводить «прикидку» і своїй голові, і з членами сім’ї – як буде виглядати їх майбутнє житло. Покрівля в цьому питанні, безумовно, займає одне з першорядних значень. І ось тут необхідно враховувати те, що далеко не всякий покрівельний матеріал може використовуватися на різних по крутизні схилах дахів. Щоб не виникало непорозумінь пізніше, необхідний заздалегідь передбачати цю взаємозв’язок.

Як розрахувати кут нахилу даху

Діаграма розподілу дахів по крутизні схилу

Дахи з кутом нахилу ската можна умовно розділити на плоскі (ухил до 5°), з малим ухилом (від 6 до 30°) і крутоуклонные, відповідно, з кутом ската більше 30°.

У кожного з типів дахів є свої переваги і недоліки. Наприклад, плоскі дахи мають мінімальну площу, але зажадають особливих заходів гідроізоляції. На крутих дахах не затримуються снігові маси, проте вони більше схильні до вітрової навантаженні з-за своєї «парусності». Так і покрівельний матеріал – в силу власних технологічних або експлуатаційних особливостей має певні обмеження на застосування з різними ухилами скатів.

Звернемося до вже розглянутого раніше малюнком (схема A). Чорними кружками з дугоподібними стрілками і цифрами позначені синіми області застосування різних покрівельних покриттів (вістря стрілки вказує на мінімально допустиме значення крутизни схилу):

1 – це дранка, тріска, натуральний гонт. У цій же області лежить і застосування до цих пір використовуються в південних краях очеретяних покрівель.

2 – натуральне штучне черепичне покриття, бітумно-полімерні плитки, сланцеві плитки.

3 – рулонні матеріали на бітумній основі, не менше чотирьох шарів, з зовнішньої гравійної посипкою, втопленою в шар розплавленої мастики.

4 – аналогічно пункту 3, але для надійності покрівлі достатньо трьох шарів рулонного матеріалу.

5 – аналогічні вищеописаним рулонні матеріали (не менше трьох шарів), але без зовнішньої захисної гравійної посипання.

6 – рулонні покрівельні матеріали, які наклеюють на гарячу мастику не менше, ніж в два шари. Металочерепиця, профнастил.

7 – хвилясті азбестоцементні листи (шифер) уніфікованого профілю.

8 – черепична глиняне покриття

9 – азбестоцементні листи посиленого профілю.

10 – покрівельна листова сталь з развальцовкой сполук.

11 – шиферное покриття звичайного профілю.

Таким чином, якщо є бажання покрити дах покрівельним матеріалом певного типу, кут ухилу ската повинен плануватися у зазначених рамках.

Залежність висоти конька від кута нахилу даху

Для тих читачів, які добре пам’ятають курс тригонометрії середньої школи, цей розділ може здатися нецікавим. Вони можуть відразу його пропустити і перейти далі. А ось подзабывшим це потрібно освіжити знання про взаємозалежності кутів і сторін у прямокутному трикутнику.

Для чого це треба? У розглянутому випадку зведення даху завжди в розрахунках відштовхуються від прямокутного трикутника. Два його катета – це довжина проекції ската на горизонтальну площину (довжина прольоту, половини прольоту і т. п. залежно від типу даху) і висота схилу в найвищій точці (на конику або при переході на верхні крокви – при розрахунку нижніх крокв мансардного даху). Зрозуміло, що постійна величина тут одна – це довжина прольоту. А ось висоту можна змінювати, змінюючи кут нахилу даху.

У таблиці наведено дві основні залежності, виражені через тангенс і синус кута нахилу ската. Існують і інші залежності (через косинус або котангенс) але в даному випадку нам достатньо цих двох тригонометричних функцій.

Графічна схема Основні тригонометричні співвідношення
Як розрахувати кут нахилу даху Н — висота коника
S — довжина ската даху
L — половина довжини прольоту (при симетричному двосхилим даху) або довжина прольоту (при односхилим даху)
α — кут ската даху
tg α = H / L Н = L × tg α
sin α = H / S S = H / sin α

Знаючи ці тригонометричні тотожності, можна вирішити практично всі завдання за попередньою проектування кроквяної конструкції.

Як розрахувати кут нахилу даху

Для наочності — трикутник у додатку до даху будинку

Так, якщо потрібно «танцювати» від чітко встановленої висоти підйому коника, то ставленням tg α = H / L нескладно буде визначити кут.

За отриманим розподілом числа в таблиці тангенсів знаходять кут в градусах. Тригонометричні функції часто бувають закладені в інженерні калькулятори, вони є в обов’язковому порядку в таблицях Exel (для тих, хто вміє працювати з цим зручним додатком. Правда, там розрахунок ведеться не в градусах, а в радіанах). Але щоб нашому читачеві не доводилося відволікатися на пошуки потрібних таблиць, наведемо значення тангенсів в діапазоні від 1 до 80°.

Кут Значення тангенса Кут Значення тангенса Кут Значення тангенса Кут Значення тангенса
tg(1°) 0.01746 tg(21°) 0.38386 tg(41°) 0.86929 tg(61°) 1.80405
tg(2°) 0.03492 tg(22°) 0.40403 tg(42°) 0.9004 tg(62°) 1.88073
tg(3°) 0.05241 tg(23°) 0.42447 tg(43°) 0.93252 tg(63°) 1.96261
tg(4°) 0.06993 tg(24°) 0.44523 tg(44°) 0.96569 tg(64°) 2.0503
tg(5°) 0.08749 tg(25°) 0.46631 tg(45°) 1 tg(65°) 2.14451
tg(6°) 0.1051 tg(26°) 0.48773 tg(46°) 1.03553 tg(66°) 2.24604
tg(7°) 0.12278 tg(27°) 0.50953 tg(47°) 1.07237 tg(67°) 2.35585
tg(8°) 0.14054 tg(28°) 0.53171 tg(48°) 1.11061 tg(68°) 2.47509
tg(9°) 0.15838 tg(29°) 0.55431 tg(49°) 1.15037 tg(69°) 2.60509
tg(10°) 0.17633 tg(30°) 0.57735 tg(50°) 1.19175 tg(70°) 2.74748
tg(11°) 0.19438 tg(31°) 0.60086 tg(51°) 1.2349 tg(71°) 2.90421
tg(12°) 0.21256 tg(32°) 0.62487 tg(52°) 1.27994 tg(72°) 3.07768
tg(13°) 0.23087 tg(33°) 0.64941 tg(53°) 1.32704 tg(73°) 3.27085
tg(14°) 0.24933 tg(34°) 0.67451 tg(54°) 1.37638 tg(74°) 3.48741
tg(15°) 0.26795 tg(35°) 0.70021 tg(55°) 1.42815 tg(75°) 3.73205
tg(16°) 0.28675 tg(36°) 0.72654 tg(56°) 1.48256 tg(76°) 4.01078
tg(17°) 0.30573 tg(37°) 0.75355 tg(57°) 1.53986 tg(77°) 4.33148
tg(18°) 0.32492 tg(38°) 0.78129 tg(58°) 1.60033 tg(78°) 4.70463
tg(19°) 0.34433 tg(39°) 0.80978 tg(59°) 1.66428 tg(79°) 5.14455
tg(20°) 0.36397 tg(40°) 0.8391 tg(60°) 1.73205 tg(80°) 5.67128

У випадку, навпаки, коли за основу береться кут нахилу покрівлі, висота розташування коника визначається за зворотною формулою:

H = L × tg α

Тепер, маючи значення двох катетів і кута нахилу покрівлі, дуже просто вирахувати потрібну довжину крокви від коника до карнизного звису. Можна застосувати теорему Піфагора

S = √ (L2 + H2)

Або ж, що, напевно, простіше, так як вже відома величина кута, застосувати тригонометрическую залежність:

S = H / sin α

Значення синусів кутів — в таблиці нижче.

Кут Значення синуса Кут Значення синуса Кут Значення синуса Кут Значення синуса
sin(1°) 0.017452 sin(21°) 0.358368 sin(41°) 0.656059 sin(61°) 0.87462
sin(2°) 0.034899 sin(22°) 0.374607 sin(42°) 0.669131 sin(62°) 0.882948
sin(3°) 0.052336 sin(23°) 0.390731 sin(43°) 0.681998 sin(63°) 0.891007
sin(4°) 0.069756 sin(24°) 0.406737 sin(44°) 0.694658 sin(64°) 0.898794
sin(5°) 0.087156 sin(25°) 0.422618 sin(45°) 0.707107 sin(65°) 0.906308
sin(6°) 0.104528 sin(26°) 0.438371 sin(46°) 0.71934 sin(66°) 0.913545
sin(7°) 0.121869 sin(27°) 0.45399 sin(47°) 0.731354 sin(67°) 0.920505
sin(8°) 0.139173 sin(28°) 0.469472 sin(48°) 0.743145 sin(68°) 0.927184
sin(9°) 0.156434 sin(29°) 0.48481 sin(49°) 0.75471 sin(69°) 0.93358
sin(10°) 0.173648 sin(30°) 0.5 sin(50°) 0.766044 sin(70°) 0.939693
sin(11°) 0.190809 sin(31°) 0.515038 sin(51°) 0.777146 sin(71°) 0.945519
sin(12°) 0.207912 sin(32°) 0.529919 sin(52°) 0.788011 sin(72°) 0.951057
sin(13°) 0.224951 sin(33°) 0.544639 sin(53°) 0.798636 sin(73°) 0.956305
sin(14°) 0.241922 sin(34°) 0.559193 sin(54°) 0.809017 sin(74°) 0.961262
sin(15°) 0.258819 sin(35°) 0.573576 sin(55°) 0.819152 sin(75°) 0.965926
sin(16°) 0.275637 sin(36°) 0.587785 sin(56°) 0.829038 sin(76°) 0.970296
sin(17°) 0.292372 sin(37°) 0.601815 sin(57°) 0.838671 sin(77°) 0.97437
sin(18°) 0.309017 sin(38°) 0.615661 sin(58°) 0.848048 sin(78°) 0.978148
sin(19°) 0.325568 sin(39°) 0.62932 sin(59°) 0.857167 sin(79°) 0.981627
sin(20°) 0.34202 sin(40°) 0.642788 sin(60°) 0.866025 sin(80°) 0.984808

Для тих читачів, хто просто не хоче занурюватися в самостійні тригонометричні розрахунки, рекомендуємо вбудований калькулятор, який швидко і точно визначить довжину ската покрівлі (без урахування карнизного звису) за наявними значеннями висоти конька і довжини горизонтальної проекції ската.

Калькулятор розрахунку довжини ската покрівлі по відомому значенню висоти коника

Введіть значення висоти гребеня Н і довжини горизонтальної проекції ската L

Після вводу натисніть кнопку «Розрахувати довжину ската покрівлі»

Висота коника Н (метрів)
Довжина горизонтальної проекції ската L (метрів)

Вміле використання тригонометричних формул дозволяє, при нормальному просторовому уяві і при умінні виконувати нескладні креслення, провести розрахунки і більш складним за конструкцією дахів.

Як розрахувати кут нахилу даху

Спираючись на базові співвідношення, нескладно розділити на трикутники і розрахувати вальмовий дах

Наприклад, навіть здається такою «навороченою» вальмового або мансардну дах можна розбити на сукупності трикутників, а потім послідовно прорахувати всі необхідні розміри.

Залежність розмірів приміщення мансарди від кута нахилу скатів даху

Якщо господарями майбутнього будинку планується використовувати горище в якості функціонального приміщення, інакше кажучи – зробити мансарду, то визначення кута схилу даху набуває цілком прикладне значення.

Як розрахувати кут нахилу даху

Чим більше кут нахилу, тим просторіше мансарда

Багато тут пояснювати нічого не треба – приведена схема наочно показує, що чим менше кут нахилу, тим тісніше вільний простір в горищному приміщенні.

Щоб стало трохи зрозуміліше, краще виконати подібну схему в певному масштабі. Ось, наприклад, як буде виглядати мансардне приміщення в будинку з шириною причілкового частини 10 метрів. Слід враховувати, що висота стелі ніяк не може бути нижче 2 метрів. (Відверто кажучи, і двох метрів замало для житлового приміщення– стеля буде неминуче «тиснути» на людину. Зазвичай виходять з висоти хоча б 2.5 метра).

Як розрахувати кут нахилу даху

Для зразка — масштабоване схема мансарди

Можна навести вже підраховані середні значення одержуваної в мансарді кімнати, в залежності від кута нахилу звичайної двосхилого даху. крім того, в таблиці наведено величини довжини крокв і площі покрівельного матеріалу з урахуванням 0,5 метрів карнизного звису покрівлі.

Кут ската даху Висота коника Довжина ската Корисна площа мансардного приміщення на 1 метр довжини будівлі (при висоті стелі 2 м) Площа покрівельного покриття на 1 метр довжини будівлі
20 1.82 5.32 немає 11.64
25 2.33 5.52 0.92 12.03
30 2.89 5.77 2.61 12.55
35 3.50 6.10 3.80 13.21
40 4.20 6.53 4.75 14.05
45 5.00 7.07 5.52 15.14
50 5.96 7.78 6.16 16.56

Отже, чим крутіший нахил скатів, тим просторіше приміщення. Однак, це відразу відгукується різким збільшенням висоти кроквяної конструкції, зростанням розмірів, а стало бути – і маси деталей для її монтажу. Набагато більше буде потрібно і покрівельного матеріалу – площа покриття також швидко зростає. Плюс до цього, не можна забувати і про зростання ефекту «парусності» — більшої схильності до вітрової навантаженні. Видами зовнішніх навантажень буде присвячена остання глава цієї публікації.

Як розрахувати кут нахилу даху

Для порівняння — дах мансардного типу дає виграш по корисного простору навіть при меншій висоті

Щоб певною мірою нівелювати подібні негативні наслідки, проектувальники і будівельники часто застосовують особливу конструкцію мансардного даху – про неї вже згадувалося у цій статті. Вона складніше у розрахунках і виготовленні, але дає істотний виграш у одержуваної корисної площі мансардного приміщення із зменшенням загальної висоти будівлі.

Залежність величини зовнішніх навантажень від кута нахилу даху

Ще одне важливе прикладне застосування розрахованого значення кута нахилу покрівлі – це визначення ступеня його впливу на рівень зовнішніх навантажень, що припадають на конструкцію даху.

Тут простежується цікава взаємозв’язок. Можна заздалегідь розрахувати всі параметри – кути і лінійні розміри, але завжди в підсумку приходять до деталюванню. Тобто необхідно визначити, з якого матеріалу будуть виготовлятися деталі і вузли кроквяної системи, яка повинна бути їх площа перерізу, крок розташування, максимальна довжина між сусідніми точками опори, способи кріплення елементів між собою і до несучих стін будівлі і багато іншого.

Ось тут на перший план виходять навантаження, які випробовує конструкція даху. Крім власної ваги, величезне значення мають зовнішні впливи. Якщо не брати в розрахунок невластиві для наших країв сейсмічні навантаження, то головним чином треба зосередиться на снігового і вітрового. Величина обох безпосередньо пов’язана з кутом розташування покрівлі до горизонту.

Снігове навантаження

Зрозуміло, що на величезній території Російської Федерації середньооблікова кількість выпадаемых у вигляді снігу опадів істотно розрізняється по регіонах. За результатами багаторічних спостережень і обчислень, складена карта території країни, на якій вказані вісім різних зон за рівнем снігового навантаження.

Як розрахувати кут нахилу даху

Карта розподілу зон на території РФ з снігового навантаження

Восьма, остання зона – це деякі малозаселені райони Далекого Сходу, і її можна особливо не розглядати. Значення ж для інших зон – вказані в таблиці

Зональний розподіл території РФ за середнім значенням снігового навантаження Значення в кПа Значення в кг/м2
I 0.8 кПа 80 кг/м2
II 1.2 кПа 120 кг/м2
III 1.8 кПа 180 кг/м2
IV 2.4 кПа 240 кг/м2
V 3.2 кПа 320 кг/м2
VI 4.0 кПа 400 кг/м2
VII 4.8 кПа 480 кг/м2

Тепер, щоб розрахувати конкретну навантаження для планованого будівлі, необхідно скористатися формулою:

Рсн = Рсн.т × μ

Рсн.т – значення, яке ми знайшли за допомогою карти і таблиці;

Μ – поправочний коефіцієнт, який залежить від кута α ската

  • при α від 0 до 25° — μ=1
  • при α понад 25 і до 60° — μ=0,7
  • при α більше 60° снігове навантаження в розрахунок не беруть, так як сніг не повинен утримуватися на площині скатів покрівлі.

Наприклад, будинок зводиться в Башкирії. Планована скатів його даху – 35°.

Знаходимо по таблиці – зона V, табличне значення — Рсн.т = 3,2 кПа

Знаходимо підсумкове значення Рсн = 3.2 × 0,7 = 2,24 кПа

(якщо значення потрібно в кілограмах на квадратний метр, то використовується співвідношення

1 кПа ≈ 100 кг/м2

У нашому випадку виходить 224 кг/м2.

Вітрова навантаження

З вітрової навантаженням все йде набагато складніше. Справа в тому, що вона може бути різноспрямованою – вітер здатний чинити тиск на дах, притискаючи її до основи, але разом з тим виникають аеродинамічні «підйомні» сили, що прагнуть відірвати покрівлю від стін.

Крім того, вітрова навантаження впливає на різні ділянки даху нерівномірно, тому знати тільки середньостатистичний рівень вітрового навантаження – недостатньо. У розрахунок приймаються панівні напрямку вітрів у даній місцевості («роза вітрів»), ступінь насиченості ділянки місцевості перешкодами для поширення вітру, висота будівлі і навколишніх його будівель, інші критерії.

Примірний порядок підрахунку вітрового навантаження виглядає наступним чином.

В першу чергу, за аналогією з раніше проведеними розрахунками, на карті визначається регіон РФ і відповідна йому зона.

Як розрахувати кут нахилу даху

Розподіл зон на території РФ за рівнем вітрового тиску

Далі, з таблиці можна визначити середнє для конкретного регіону значення вітрового тиску Рвт

Регіональний розподіл території РФ за рівнем середньої вітрової навантаження Іа I II III IV V VI VII
Табличне значення вітрового тиску, кг/м 2 (Рв) 24 32 42 53 67 84 100 120

Далі розрахунок проводиться за наступною формулою:

Рв = Рвт × k × c

Рвт – табличне значення вітрового тиску

k – коефіцієнт, що враховує висоту будівлі і характер місцевості навколо нього. Визначають за таблицею:

Висота споруджуваного будівлі (споруди) (z) Зона А Зона Б Зона В
не більше 5 м 0.75 0.5 0.4
від 5 до 10 м 1.0 0.65 0.4
від 10 до 20 м 1.25 0.85 0.55
від 20 до 40 м 1.5 1.1 0.8

В таблиці вказані три різні зони:

  • Зона «А» — відкрита «гола» місцевість, наприклад, степ, пустеля, тундра чи лісотундра, повністю відкриті вітрового впливу узбережжя морів і океанів, великих озер, річок, водосховищ.
  • Зона «Б» — території житлових селищ, невеликих міст, лісисті і пересічені ділянки місцевості з перешкодами для вітру, природними або штучними, висотою близько 10 метрів.
  • Зона «В» — території великих міст із щільною забудовою, із середньою висотою будівель 25 метрів і вище.

Будинок вважається відповідним саме цій зоні, якщо зазначені характерні особливості розташовані в радіусі не менше, ніж висота будівлі h, помножена на 30 (наприклад, для будинку 12 м радіус зони повинен бути не менше 360 м). При висоті будівлі вище 60 м приймається коло радіусом 2000 м.

c – а ось це – той самий коефіцієнт, який залежить від напрямку вітру на будівлю і від кута нахилу даху.

Як уже згадувалося, в залежності від напрямку впливу та особливостей даху вітер може давати різноспрямовані вектори навантаження. На схемі нижче приведені зони вітрового впливу, на які зазвичай ділиться площа даху.

Як розрахувати кут нахилу даху

Розподіл даху будівлі на зони при підрахунку вітрової навантаження

Зверніть увагу – фігурує проміжна допоміжна величина е. Її приймають рівною або 2 × h, або b, в залежності від напрямку вітру. У будь-якому випадку, з двох значень беруть те, що буде менше.

Коефіцієнт для кожної із зон беруть з таблиць, в який врахований кут ухилу покрівлі. Якщо для однієї ділянки передбачені і позитивне і негативне значення коефіцієнта, то проводяться обидва обчислення, а потім дані підсумовуються.

Таблиця коефіцієнта «с» для вітру, спрямованого в скат покрівлі

Кут ската покрівлі ( α) F G H I J
15 ° — 0,9 -0.8 — 0.3 -0.4 -1.0
0.2 0.2 0.2
30 ° -0.5 -0.5 -0.2 -0.4 -0.5
0.7 0.7 0.4
45 ° 0.7 0.7 0.6 -0.2 -0.3
60 ° 0.7 0.7 0.7 -0.2 -0.3
75 ° 0.8 0.8 0.8 -0.2 -0.3

Таблиця коефіцієнта «с» для вітру, спрямованого на фронтонную частина

Кут ската покрівлі ( α) F G H I
0 ° -1.8 -1.3 -0.7 -0.5
15 ° -1.3 -1.3 -0.6 -0.5
30 ° -1.1 -1.4 -0.8 -0.5
45 ° -1.1 -1.4 -0.9 -0.5
60 ° -1.1 -1.2 -0.8 -0.5
75 ° -1.1 -1.2 -0.8 -0.5

Ось тепер те, підрахувавши вітрове навантаження, можна буде визначити сумарне зовнішнє силове вплив для кожної ділянки даху.

Рсум = Рсн + Рв

Отримане значення стає вихідною величиною для визначення параметрів кроквяної системи. Зокрема, у таблиці, наведеній нижче, можна знайти значення допустимої вільної довжини крокв між точками опори, залежно від перерізу бруса, відстані між кроквами, сорти матеріалу (деревини хвойних порід) і, відповідно, рівня сумарної вітрового і снігового навантаження.

Сорт деревини Перетин крокв (мм) Відстань між сусідніми кроквами (мм)
300 400 600 300 400 600
сумарна навантаження (снігова + вітрова) 1.0 кПа 1.5 кПа
Деревина вищого сорту 40×89 3.22 2.92 2.55 2.81 2.55 2.23
40×140 5.06 4.60 4.02 4.42 4.02 3.54
50×184 6.65 6.05 5.28 5.81 5.28 4.61
50×235 8.50 7.72 6.74 7.42 6.74 5.89
50×286 10.34 9.40 8.21 9.03 8.21 7.17
I або II сорт 40×89 3.11 2.83 2.47 2.72 2.47 2.16
40×140 4.90 4.45 3.89 4.28 3.89 3.40
50×184 6.44 5.85 5.11 5.62 5.11 4.41
50×235 8.22 7.47 6.50 7.18 6.52 5.39
50×286 10.00 9.06 7.40 8.74 7.66 6.25
III сорт 40×89 3.06 2.78 2.31 2.67 2.39 1.95
40×140 4.67 4.04 3.30 3.95 3.42 2.79
50×184 5.68 4.92 4.02 4.80 4.16 3.40
50×235 6.95 6.02 4.91 5.87 5.08 4.15
50×286 8.06 6.98 6.70 6.81 5.90 4.82
сумарна навантаження (снігова + вітрова) 2.0 кПа 2.5 кПа
Деревина вищого сорту 40×89 4.02 3.65 3.19 3.73 3.39 2.96
40×140 5.28 4.80 4.19 4.90 4.45 3.89
50×184 6.74 6.13 5.35 6.26 5.69 4.97
50×235 8.21 7.46 6.52 7.62 6.92 5.90
50×286 2.47 2.24 1.96 2.29 2.08 1.82
I або II сорт 40×89 3.89 3.53 3.08 3.61 3.28 2.86
40×140 5.11 4.64 3.89 4.74 4.31 3.52
50×184 6.52 5.82 4.75 6.06 5.27 4.30
50×235 7.80 6.76 5.52 7.06 6.11 4.99
50×286 2.43 2.11 1.72 2.21 1.91 1.56
III сорт 40×89 3.48 3.01 2.46 3.15 2.73 2.23
40×140 4.23 3.67 2.99 3.83 3.32 2.71
50×184 5.18 4.48 3.66 4.68 4.06 3.31
50×235 6.01 5.20 4.25 5.43 4.71 3.84
50×286 6.52 5.82 4.75 6.06 5.27 4.30

Зрозуміло, що при розрахунку перетину крокв, кроку їх установки і довжини прольоту (відстані між точками опори), беруться показники сумарного зовнішнього тиску для найбільш навантажених ділянок покрівлі. Якщо подивитися на схеми і значення коефіцієнтів таблиці, то це – G і Н.

Щоб спростити відвідувачу сайту завдання по обчисленню сумарною навантаження, нижче розміщений калькулятор, який розрахує цей параметр саме для максимально навантажених ділянок.

Калькулятор розрахунку сумарної, снігового і вітрового навантаження для визначення необхідного перерізу крокв

Вкажіть кут ската покрівлі
Визначте за картою і вкажіть зону свого регіону за рівнем снігового навантаження
I
II
III
IV
V
VI
VII
Визначте за картою і вкажіть зону свого регіону за рівнем вітрового тиску
Ia
I
II
III
IV
V
VI
VII
Вкажіть зону розташування будівлі
• Зона «А» — відкрита «гола» місцевість, наприклад, степ, пустеля, тундра чи лісотундра, повністю відкриті вітрового впливу узбережжя морів і океанів, великих озер, річок, водосховищ.
• Зона «Б» — території житлових селищ, невеликих міст, лісисті і пересічені ділянки місцевості з перешкодами для вітру, природними або штучними, висотою близько 10 метрів.
• Зона «В» — території великих міст із щільною забудовою, із середньою висотою будівель 25 метрів і вище.
Вкажіть висоту розташування покрівлі над землею
— не більше 5 метрів
— від 5 до 10 метрів
— від 11 до 20 метрів
— понад 20 метрів
Вкажіть напрям вітру — в скат або під фронтон
— скат покрівлі
— у фронтон

Отже, важко применшити значення правильного розрахунку кута нахилу даху, вплив цього параметра на цілий ряд найважливіших характеристик кроквяної системи, так і всієї будівлі в цілому. Хоча проведення справжніх архітектурних розрахунків, звичайно, є більшою мірою прерогативою фахівців, вміння орієнтуватися в основних поняттях і проводити нескладні базові обчислення – буде дуже корисним для кожного грамотного власника будинку.

І на завершення статті – відео-урок по розрахунку кроквяної системи звичайної двосхилого даху:

Відео: розрахунок і монтаж двосхилим кроквяної системи