Вес кровли – как рассчитать допустимую снеговую и ветровую нагрузку, вес снега на квадратный метр

Нагрузка от веса кровли | Все о ремонте и строительстве

На выбор сечения стропил и шага их установки существенное влияние оказывает собственный вес кровли, материал которой, в свою очередь, зависит от уклона скатов крыши.

Скаты одной кровли обычно устраивают с одинаковым уклоном, который выбирают в зависимости от кровельного материала, способа его укладки, архитектурных требований и экономических соображений, а также от района строительства. С крутых кровель, с уклоном 45° и более, быстро удаляется атмосферная вода и снег, что учитывают при строительстве зданий в районах с большим количеством осадков. Но с увеличением уклона повышается стоимость кровли. Например, при возведении кровли с уклоном 45° требуется в полтора раза больше материала, чем для плоской, а при уклоне крыши в 60° — в два раза больше. В тех районах страны, где бывают сильные ветры, наиболее рационально устраивать пологие кровли, так как ветровая нагрузка на скаты таких кровель меньше и наоборот, в заснеженных районах с несильными ветрами, лучше делать крутые скаты, уменьшая снеговую нагрузку за счет скатывания снега.

Уклон скатов крыш в различных нормативных документах выражается по разному: в виде безразмерных величин (отношения высоты к половине пролета), в процентах и градусах (рис. 13). Самое понятное определение уклона в виде безразмерных единиц. Когда крыша строится, то конечно же, никто не измеряет наклон скатов в градусах транспортиром. Если при строительстве отсутствует проектная документация, задающая высоту устройства конька, поступают проще: измеряют пролет здания, находят центр и от него вверх с помощью ровной деревянной рейки выносят высоту равную, например, половине пролета (уклон 1 : 1) или трети половины пролета (уклон 1 : 3), или любую другую. Процентное определение уклона, на взгляд многих строителей, только запутывает работу.

На уклон скатов крыши влияет и вид кровельного материала, так как при строительстве необходимо учитывать размер кровельного материала, способ его крепления, технологичность укладки и предусмотреть дальнейшую его ремонтопригодность и доступность обслуживания. Для скатных крыш применяют различные кровельные материалы: стальные оцинкованные листы, плоские и волнистые асбестоцементные и битумные листы, керамическую, цементную и металлическую черепицу, рубероид и другие. Выбор кровельного материала определяет величину угла наклона крыши. Чем плотнее материал кровли и герметичнее его стыки, тем меньше может быть уклон крыши, и наоборот, чем мельче размеры штучного кровельного материала, например, черепицы, тем круче должна быть крыша. Это объясняется не только большим количеством соединений малоразмерных деталей, а значит, возможным протеканием, но и большим весом кровли. Чем тяжелее кровельный материал, тем больший угол наклона нужно придать скатам. Рекомендуемые уклоны скатных крыш приведены в таблице 5.

Таблица 5

Необходимо отметить, что в таблице приведены рекомендованные практикой и нормативными документами уклоны скатов кровель из различных материалов и их усредненный вес на квадратный метр. Однако рынок строительных материалов намного богаче, фирмы-изготовители кровельных материалов постоянно совершенствуют свою продукцию: снижают вес и модернизируют технические характеристики изделий. При выборе конкретного материала на кровлю лучше использовать техническую документацию фирмы-изготовителя.

В вес кровли входит вес обрешетки. Обрешеткой называют несущий элемент кровли, к которому собственно крепится сама кровля. Различают два вида обрешеток: сплошная и разреженная (рис. 14). Чтобы определить требуемый вид обрешетки и шаг установки решетин, нужно заранее определиться с видом кровельного покрытия.

Разреженная обрешетка делается под жесткие кровельные материалы, то есть под те материалы, которые сами способны нести на себе снеговую и ветровую нагрузку и при этом не прогибаться и, тем более, не разрушаться. Разреженную обрешетку выполняют из деревянных жердей или пиленых брусков. В настоящее время в продаже появились П-образные оцинкованные металлические решетины. Шаг установки решетин и размер их сечения зависят от вида кровельного материала.

Под кровли из крупноразмерных штучных элементов: асбестоцементные листы среднего и унифицированного профиля длиной до 1,3 м и цементноволокнистые листы шаг раскладки обрешетки выбирают таким, чтобы под каждым листом оказалось три решетины. Обычно шаг решетин составляет 60 см под асбестоцементные и цементноволокнистые листы любой унифицированной длины. Сечение решетин обычно принимается 60×60 мм, можно и меньше, например, 40×60 мм, но тогда их нужно устанавливать чаще. Под волнистые целлюлозобитумные листы типа ондулин шаг обрешетки выбирается от имеющегося уклона скатов крыши. Он выбирается размером 45 см для уклонов от 1 : 6 до 1 : 4 и 60 см — для уклонов более 1 : 4. Для крыш с уклоном скатов менее 1 : 6 под ондулин делается сплошная обрешетка.

Под кровли из малоразмерных штучных элементов, например, из черепицы, шаг обрешетки принимается таким, чтобы каждая отдельная черепица легла на две решетины. Он может составлять от 16 до 40 см. Самый распространенный шаг примерно 33 см. При расчете веса кровельного покрытия лучше заранее определиться с выбором типа черепицы и уточнить шаг обрешетки. Обрешетку под черепицу при однослойном покрытии стелют из обрезных брусков сечением 50×50 или 50×60 мм, при двухслойном или тяжелой штампованной черепицей — сечением 60×60 мм.

При устройстве кровель из стального профилированного настила и его разновидности металлочерепицы, шаг решетин выбирается исходя из несущей способности материала. Обычно он составляет 35–40 см и равен поперечному шагу профиля металлочерепицы. Для обрешетки используются доски шириной примерно 100 мм.

Под мягкие кровельные материалы делается сплошная обрешетка. Применяемый для определения типа обрешетки термин — «сплошная» совсем не означает, что доски решетин прибиваются впритирку друг к другу. Обычно таким образом крепятся только две верхних и две нижних решетины, остальные образуют между собой зазор от 2 до 5 см. Решетины могут быть изготовлены из окромленого (ровного обрезанного с двух сторон по длине) или не кромленого теса толщиной 2–2,5 см. При применении не кромленых досок их располагают по скату кровли по типу комель к вершине, обзол с не кромленого теса должен быть обязательно снят.

Обрешетку под стальную кровлю выполняют сплошной или разреженной. Разреженную обрешетку делают из брусков сечением 50×50 мм, досок — 50×120 (140) мм, сплошную — из досок толщиной 30–40 мм. Бруски располагают через 200–250 мм друг от друга. Через каждые 1,4 м прибивают доски такой же толщины, как бруски, шириной до 140 мм (более широкие доски могут коробиться), которые необходимы для стыковки на них лежачих фальцев картин. Верх крыши — конек сбивают из досок шириной 200 мм.

В последнее время при использовании новейших кровельных покрытий стали часто использоваться контробрешетки. Контробрешеткой называют вторую, чаще всего сплошную обрешетку, выполненную под углом к первой. Угол наклона контробрешетки делают примерно равным 45°. Наклон решетин не только увеличивает пространственную жесткость крыши, но и позволяет сделать практически любую кровлю, за исключением, пожалуй, только черепичной, но при желании можно сделать и ее.

Сплошная обрешетка из досок в настоящее время почти не применяется ее заменили на сплошную обшивку скатов влагостойкой фанерой или плитами ОСП (OSB) (табл. 6).

Таблица 6

Приблизительный вес материала кровельного покрытия можно принять по таблице 5, а вес обрешетки нужно рассчитать исходя из выбранного материала и конструкции кровли. Для деревянных обрешеток применяются бруски хвойных пород. Объемный вес одного кубометра древесины равен 500–550 кг/м³. Если будет использована фанера или ОСП, то их объемный вес равен 600–650 кг/м³.

При определении нагрузки возникающей от собственного веса конструкци необходимо расчетную величину нагрузки увеличить на коэффициент надежности γ_f = 1,1.

Нагрузка от веса кровли

На выбор сечения стропил и шага их установки существенное влияние оказывает собственный вес кровли, материал которой, в свою очередь, зависит от уклона скатов крыши.

Скаты одной кровли обычно устраивают с одинаковым уклоном, который выбирают в зависимости от кровельного материала, способа его укладки, архитектурных требований и экономических соображений, а также от района строительства. С крутых кровель, с уклоном 45° и более, быстро удаляется атмосферная вода и снег, что учитывают при строительстве зданий в районах с большим количеством осадков. Но с увеличением уклона повышается стоимость кровли. Например, при возведении кровли с уклоном 45° требуется в полтора раза больше материала, чем для плоской, а при уклоне крыши в 60° — в два раза больше. В тех районах страны, где бывают сильные ветры, наиболее рационально устраивать пологие кровли, так как ветровая нагрузка на скаты таких кровель меньше и наоборот, в заснеженных районах с несильными ветрами, лучше делать крутые скаты, уменьшая снеговую нагрузку за счет скатывания снега.

Уклон скатов крыш в различных нормативных документах выражается по разному: в виде безразмерных величин (отношения высоты к половине пролета), в процентах и градусах (рис. 13). Самое понятное определение уклона в виде безразмерных единиц. Когда крыша строится, то конечно же, никто не измеряет наклон скатов в градусах транспортиром. Если при строительстве отсутствует проектная документация, задающая высоту устройства конька, поступают проще: измеряют пролет здания, находят центр и от него вверх с помощью ровной деревянной рейки выносят высоту равную, например, половине пролета (уклон 1 : 1) или трети половины пролета (уклон 1 : 3), или любую другую. Процентное определение уклона, на взгляд многих строителей, только запутывает работу.

На уклон скатов крыши влияет и вид кровельного материала, так как при строительстве необходимо учитывать размер кровельного материала, способ его крепления, технологичность укладки и предусмотреть дальнейшую его ремонтопригодность и доступность обслуживания. Для скатных крыш применяют различные кровельные материалы: стальные оцинкованные листы, плоские и волнистые асбестоцементные и битумные листы, керамическую, цементную и металлическую черепицу, рубероид и другие. Выбор кровельного материала определяет величину угла наклона крыши. Чем плотнее материал кровли и герметичнее его стыки, тем меньше может быть уклон крыши, и наоборот, чем мельче размеры штучного кровельного материала, например, черепицы, тем круче должна быть крыша. Это объясняется не только большим количеством соединений малоразмерных деталей, а значит, возможным протеканием, но и большим весом кровли. Чем тяжелее кровельный материал, тем больший угол наклона нужно придать скатам. Рекомендуемые уклоны скатных крыш приведены в таблице 5.

Таблица 5

Необходимо отметить, что в таблице приведены рекомендованные практикой и нормативными документами уклоны скатов кровель из различных материалов и их усредненный вес на квадратный метр. Однако рынок строительных материалов намного богаче, фирмы-изготовители кровельных материалов постоянно совершенствуют свою продукцию: снижают вес и модернизируют технические характеристики изделий. При выборе конкретного материала на кровлю лучше использовать техническую документацию фирмы-изготовителя.

В вес кровли входит вес обрешетки. Обрешеткой называют несущий элемент кровли, к которому собственно крепится сама кровля. Различают два вида обрешеток: сплошная и разреженная (рис. 14). Чтобы определить требуемый вид обрешетки и шаг установки решетин, нужно заранее определиться с видом кровельного покрытия.

Разреженная обрешетка делается под жесткие кровельные материалы, то есть под те материалы, которые сами способны нести на себе снеговую и ветровую нагрузку и при этом не прогибаться и, тем более, не разрушаться. Разреженную обрешетку выполняют из деревянных жердей или пиленых брусков. В настоящее время в продаже появились П-образные оцинкованные металлические решетины. Шаг установки решетин и размер их сечения зависят от вида кровельного материала.

Под кровли из крупноразмерных штучных элементов: асбестоцементные листы среднего и унифицированного профиля длиной до 1,3 м и цементноволокнистые листы шаг раскладки обрешетки выбирают таким, чтобы под каждым листом оказалось три решетины. Обычно шаг решетин составляет 60 см под асбестоцементные и цементноволокнистые листы любой унифицированной длины. Сечение решетин обычно принимается 60×60 мм, можно и меньше, например, 40×60 мм, но тогда их нужно устанавливать чаще. Под волнистые целлюлозобитумные листы типа ондулин шаг обрешетки выбирается от имеющегося уклона скатов крыши. Он выбирается размером 45 см для уклонов от 1 : 6 до 1 : 4 и 60 см — для уклонов более 1 : 4. Для крыш с уклоном скатов менее 1 : 6 под ондулин делается сплошная обрешетка.

Под кровли из малоразмерных штучных элементов, например, из черепицы, шаг обрешетки принимается таким, чтобы каждая отдельная черепица легла на две решетины. Он может составлять от 16 до 40 см. Самый распространенный шаг примерно 33 см. При расчете веса кровельного покрытия лучше заранее определиться с выбором типа черепицы и уточнить шаг обрешетки. Обрешетку под черепицу при однослойном покрытии стелют из обрезных брусков сечением 50×50 или 50×60 мм, при двухслойном или тяжелой штампованной черепицей — сечением 60×60 мм.

При устройстве кровель из стального профилированного настила и его разновидности металлочерепицы, шаг решетин выбирается исходя из несущей способности материала. Обычно он составляет 35–40 см и равен поперечному шагу профиля металлочерепицы. Для обрешетки используются доски шириной примерно 100 мм.

Под мягкие кровельные материалы делается сплошная обрешетка. Применяемый для определения типа обрешетки термин — «сплошная» совсем не означает, что доски решетин прибиваются впритирку друг к другу. Обычно таким образом крепятся только две верхних и две нижних решетины, остальные образуют между собой зазор от 2 до 5 см. Решетины могут быть изготовлены из окромленого (ровного обрезанного с двух сторон по длине) или не кромленого теса толщиной 2–2,5 см. При применении не кромленых досок их располагают по скату кровли по типу комель к вершине, обзол с не кромленого теса должен быть обязательно снят.

Обрешетку под стальную кровлю выполняют сплошной или разреженной. Разреженную обрешетку делают из брусков сечением 50×50 мм, досок — 50×120 (140) мм, сплошную — из досок толщиной 30–40 мм. Бруски располагают через 200–250 мм друг от друга. Через каждые 1,4 м прибивают доски такой же толщины, как бруски, шириной до 140 мм (более широкие доски могут коробиться), которые необходимы для стыковки на них лежачих фальцев картин. Верх крыши — конек сбивают из досок шириной 200 мм.

В последнее время при использовании новейших кровельных покрытий стали часто использоваться контробрешетки. Контробрешеткой называют вторую, чаще всего сплошную обрешетку, выполненную под углом к первой. Угол наклона контробрешетки делают примерно равным 45°. Наклон решетин не только увеличивает пространственную жесткость крыши, но и позволяет сделать практически любую кровлю, за исключением, пожалуй, только черепичной, но при желании можно сделать и ее.

Сплошная обрешетка из досок в настоящее время почти не применяется ее заменили на сплошную обшивку скатов влагостойкой фанерой или плитами OSB (табл. 6).

Таблица 6

Приблизительный вес материала кровельного покрытия можно принять по таблице 5, а вес обрешетки нужно рассчитать исходя из выбранного материала и конструкции кровли. Для деревянных обрешеток применяются бруски хвойных пород. Объемный вес одного кубометра древесины равен 500–550 кг/м³. Если будет использована фанера или OSB, то их объемный вес равен 600–650 кг/м³.

нагрузки, количества, длины стропильной фермы, СНИП

Какие нагрузки действуют на крышу здания?

Чтобы правильно произвести расчет всех элементов стропильной системы, требуется подсчитать нагрузки, которые будут действовать на кровлю.

Все нагрузки подразделяются на постоянные и переменные.

К постоянным относятся:

• вес элементов стропильной системы;
• вес кровельного покрытия;
• вес паро- и  гидроизоляции;
• вес обрешетки и контробрешетки;
• вес отделочного материала потолка мансарды;
• вес кровельных ограждений, снегозадержателей, инженерных систем вентиляции и дымоудаления и прочего постоянно установленного оборудования.

Переменные нагрузки действуют на кровлю непостоянно и включают в себя:

• массу снежного покрова в данном регионе;
• ветровую нагрузку;
• вес людей, обслуживающих кровлю.

Переменные нагрузки для крыши

Кроме этих двух групп нагрузок, в районах сейсмически неустойчивых или подверженных другим природным катаклизмам при проектировании дома закладывается дополнительный запас прочности в расчеты всех несущих конструкций дома.

При расчете учитываются максимальные значения веса конструкций и материалов, а также людей , обслуживающих кровлю с инструментом и необходимым оборудованием.

Расчет нагрузок производится на один квадратный метр кровли. Для этого нужно знать удельный вес каждого материала, который используется для устройства крыши и кровли.

Если для строительства дома используются  деревянные стропила —  расчет производится в зависимости от веса выбранной древесины.

На определение размеров и сечения стропил оказывает большое влияние угол наклона скатов, размеры самого дома. На этом этапе определяется тип стропильной системы, поскольку для наслонных и висячих стропил расчет будет производиться по-разному.

Расчет снеговой нагрузки на крышу

Наша страна поделена на снеговые районы, где вес снежного покрова составляет от 80 до 560 кг на один квадратный метр. Для точного определения существует специальная таблица.

Деление территории России по величине снеговой нагрузки

При определении нагрузки от снежного покрова пользуются формулой:

S=Sg*µ

где Sg – это вес снега на один квадратный метр горизонтальной поверхности,

µ — это коэффициент, позволяющий рассчитать снеговую нагрузку применительно к наклонной поверхности.

• Если уклон кровли составляет менее 25 градусов значение µ принимается равным 1(единице).
• При уклоне кровли  25-60 градусов, коэффициент будет равняться 0,7.
• Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка в расчет стропильной системы не принимается.

Ветровые нагрузки

При расчете нагрузки на стропила от ветра учитывается район строительства. Точно так же, как и при расчете снеговых нагрузок, имеется карта ветров, где все пространство России поделено на районы.

На расчет оказывает влияние:

• высота строящегося здания,
• место строительства – открытое пространство, лес, близлежащие озера и реки, городские застройки и прочие помехи, высота которых больше 10 метров,
• учитываются преобладающие ветра.

Для качественного расчета стропильной системы лучше воспользоваться услугами специалистов.

Карта ветров России

Расчет веса кровли

Вес кровельного пирога рассчитывается сложением всех его составляющих.

Если неизвестна величина удельного веса, то берется общий вес каждого материала, необходимого для покрытия всей кровли и делится на общую площадь.

Так получается значение веса  одного квадратного метра. После этого вес одного метра квадратного умножается на поправочный коэффициент -1,1.

Если расчет сложно произвести самостоятельно, можно воспользоваться калькулятором расчета стропил, который есть на многих сайтах в интернете.

Можно рассмотреть на примере, как рассчитать вес кровли.

Допустим, что в качестве кровельного покрытия используется асбестоцементные листы:

• вес 1 кв. м. обрешетки из сосны – 15 кг;
• вес утеплителя (минеральная вата) 1 кв. м. -10 кг;
• гидроизоляция (полимерно-битумная) -5 кг;
• вес листа шифера -20 кг.

Вес пароизоляционной пленки не учитывается по причине её легкости.

Сложив все значения, получим цифру 50 кг. Умножаем на поправочный коэффициент и получаем вес одного квадратного метра кровли -55 кг.

Значение может существенно изменяться в зависимости от выбранного кровельного покрытия. Ведь вес, например, глиняной черепицы в 4-5 раз превосходит вес профлиста.

Вес кровельных материалов

Качество строительных материалов для кровли

Стропильные системы на частных домах обычно возводятся из древесины хвойных пород – сосна, лиственница, ель. При выборе пиломатериала следует обращать внимание на его внешний вид.

Согласно СНиП — стропильные системы, древесина не должна содержать:

• больше  трех сучков диаметром более 3см на один погонный метр,
• сквозных трещин,
• свилеватости и синевы.

Влажность древесины должна быть не более 22%, что можно проверить влагометром.

Перед тем как монтировать стропильную систему, древесина должна пройти обработку антипиренами и антисептиками, чтобы исключить её загнивание и возгорание. Кроме этого, делается обработка дерева против жуков – короедов и прочих насекомых биологическими составами.

Расчет стропил

Длина стропил, в первую очередь, зависит от выбранного типа крыши.

Расчет фермы стропильной будет основываться:

• на ширине дома,
• виде стропил – висячих или наслонных.

Как правило, стропила устанавливаются поперек длиной стороны здания. Поэтому редко перекрывают пролеты больше 6 метров. Если же таковое случается, то стропила удлиняются и делается система стоек, подкосов, и прочих опорных элементов.

Так, например, при строительстве вальмовой крыши самыми длинными будут диагональные стропила, которые часто опираются на шпренгельные фермы.

Шаг стропил рассчитывается с учетом нагрузок, о которых мы рассказали выше.

Как правило, шаг стропильных ног делается равным 1 метру, но не менее 0,6м.

Чтобы узнать шаг стропил, следует измерить длину ската по карнизу.

Например, длина ската составляет 16 м. Предположительный шаг стропил принимаем 0,8м. 16:0,8=20.  Далее к 20 добавляем 1 и получаем 21.

Мы сделали расчет количества стропил, в результате которого определили, что для ската длиной 16 метров нужно выставить 21 стропило.

Теперь длину ската — 16м:21=0,76.  Получили расстояние между осями стропил. Округляем в большую сторону и получаем шаг стропил =0,8м.

Расчет длины стропил производится, согласно законам геометрии из школьного курса.

Зная угол наклона ската и ширину дома, можно вычислить длину стропильной ноги.

В данном случае она является гипотенузой относительно половины ширины дома и высоты крыши до конька.

И уже от длины стропил выбирается материал, из которого они будут изготавливаться.

Обычно, в частном домостроительстве для стропил используют доски толщиной 4-5мм и шириной 150-200мм. При недостаточной длине пиломатериала стропильные ноги делают срощенными или составными.

Для грамотного расчета деревянной стропильной фермы, чтобы впоследствии не пришлось вкладывать деньги в ремонт, лучше обратиться к инженерам – проектировщикам. Это особенно важно, если планируется жилая мансарда, а кровельный материал выбирается не из самых легких.

Самостоятельно сделать инженерные расчеты вряд ли по силам простому обывателю, а онлайн калькуляторы дают предварительный расчет. Сюда нельзя заложить те параметры, которые могут быть на самом деле. Да и не всегда форма крыши и её размеры может быть обсчитана такой программой.

Также советуем посмотреть:

Как вес кровельного материала влияет на конструкцию крыши

Эта статья является продолжением серии статей имеющей целью помочь тем, кто ведет строительство дома своими руками приобрести необходимые теоретические знания и  использовать их, укладывая кровельные материалы на  крышу своего дома. 

Как вес кровельного материала влияет на уклон  кровли 

Современные кровельные  материалы (особенно ондулин.) обладают множеством положительных качеств. Однако одного у них нет – они не невесомы. А раз так – с момента укладки первого листа кровельные материалы давят своим весом на стропильную систему. 

Несмотря на то, что в настоящее время применяются различные кровельные материалы при их укладке необходимо соблюдать одно общее правило —  минимальный уклон кровли напрямую зависит от веса и размера выбранного материала. Чем крупнее лист материала и герметичнее его стыки (например, ондулин) тем меньше может быть уклон кровли. Если же размер кровельного материала мал, а сам он тяжел (например, натуральная черепица) тем круче должна быть кровля. 

Объяснение  этому  простое – большой вес и малый размер одной единицы кровельного материала увеличивает вероятность протечек. 

Для удобства данные о рекомендуемы уклонах при использовании различных материалов сведены в таблицу. 

 Приведенные в таблице значения  определены практическим путем и закреплены в соответствующих нормативных документах.

Тот, кто ведет строительство своими руками, может смело использовать их при строительстве крыши. 

Как вес кровельного материала влияет на размер обрешетки 

 Упрощенное правило выбора сечения  материала для обрешетки звучит так – чем тяжелее кровельный материал, тем толще  должна быть обрешетка.

Однако это правило не всегда работает. Компании производящие ондулин и натуральную черепицу советуют при определённых условиях использовать один и тот же материал – деревянный брус сечением 40х40мм. Однако  компания Ондулин рекомендует при этом делать шаг обрешетки не менее 400 мм, а производители натуральной черепицы —  300 -345 мм. Получается, что при использовании одного и того же материала для обрешетки  его количество в последнем случае на треть больше.

И еще один фактор не следует забывать – уклон. Наиболее рациональным будет выбор сечения материала для обрешетки при одновременном учете веса кровельного материала и уклона кровли.

От веса кровли.Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш

На выбор сечения стропил и шага их установки существенное влияние оказывает собственный вес кровли, материал которой, в свою очередь, зависит от уклона скатов крыши.

Скаты одной кровли обычно устраивают с одинаковым уклоном, который выбирают в зависимости от кровельного материала, способа его укладки, архитектурных требований и экономических соображений, а также от района строительства. С крутых кровель, с уклоном 45° и более, быстро удаляется атмосферная вода и снег, что учитывают при строительстве зданий в районах с большим количеством осадков. Но с увеличением уклона повышается стоимость кровли. Например, при возведении кровли с уклоном 45° требуется в полтора раза больше материала, чем для плоской, а при уклоне крыши в 60° — в два раза больше. В тех районах страны, где бывают сильные ветры, наиболее рационально устраивать пологие кровли, так как ветровая нагрузка на скаты таких кровель меньше и наоборот, в заснеженных районах с несильными ветрами, лучше делать крутые скаты, уменьшая снеговую нагрузку за счет скатывания снега.

Уклон скатов крыш в различных нормативных документах выражается по разному: в виде безразмерных величин (отношения высоты к половине пролета), в процентах и градусах (рис. 1). Самое понятное определение уклона в виде безразмерных единиц. Когда крыша строится, то конечно же, никто не измеряет наклон скатов в градусах транспортиром. Если при строительстве отсутствует проектная документация, задающая высоту устройства конька, поступают проще: измеряют пролет здания, находят центр и от него вверх с помощью ровной деревянной рейки выносят высоту равную, например, половине пролета (уклон 1 : 1) или трети половины пролета (уклон 1 : 3), или любую другую. Процентное определение уклона, на взгляд многих строителей, только запутывает работу.

рис. 1. Взаимосвязь между безразмерной величиной уклона скатов крыши, углом в градусах и процентах

На уклон скатов крыши влияет и вид кровельного материала, так как при строительстве необходимо учитывать размер кровельного материала, способ его крепления, технологичность укладки и предусмотреть дальнейшую его ремонтопригодность и доступность обслуживания. Для скатных крыш применяют различные кровельные материалы: стальные оцинкованные листы, плоские и волнистые асбестоцементные и битумные листы, керамическую, цементную и металлическую черепицу, рубероид и другие.

Выбор кровельного материала определяет величину угла наклона крыши. Чем плотнее материал кровли и герметичнее его стыки, тем меньше может быть уклон крыши, и наоборот, чем мельче размеры штучного кровельного материала, например, черепицы, тем круче должна быть крыша. Это объясняется не только большим количеством соединений малоразмерных деталей, а значит, возможным протеканием, но и большим весом кровли. Чем тяжелее кровельный материал, тем больший угол наклона нужно придать скатам. Рекомендуемые уклоны скатных крыш приведены в таблице 1.

Необходимо отметить, что в таблице приведены рекомендованные практикой и нормативными документами уклоны скатов кровель из различных материалов и их усредненный вес на квадратный метр. Однако рынок строительных материалов намного богаче, фирмы-изготовители кровельных материалов постоянно совершенствуют свою продукцию: снижают вес и модернизируют технические характеристики изделий. При выборе конкретного материала на кровлю лучше использовать техническую документацию фирмы-изготовителя.

В вес кровли входит вес обрешетки. Обрешеткой называют несущий элемент кровли, к которому собственно крепится сама кровля. Различают два вида обрешеток: сплошная и разреженная (рис. 2). Чтобы определить требуемый вид обрешетки и шаг установки решетин, нужно заранее определиться с видом кровельного покрытия.

рис. 2. Обрешетки скатных крыш.

Разреженная обрешетка делается под жесткие кровельные материалы, то есть под те материалы, которые сами способны нести на себе снеговую и ветровую нагрузку и при этом не прогибаться и, тем более, не разрушаться. Разреженную обрешетку выполняют из деревянных жердей или пиленых брусков. В настоящее время в продаже появились П-образные оцинкованные металлические решетины. Шаг установки решетин и размер их сечения зависят от вида кровельного материала.

Под кровли из крупноразмерных штучных элементов: асбестоцементные листы среднего и унифицированного профиля длиной до 1,3 м и цементноволокнистые листы шаг раскладки обрешетки выбирают таким, чтобы под каждым листом оказалось три решетины. Обычно шаг решетин составляет 60 см под асбестоцементные и цементноволокнистые листы любой унифицированной длины. Сечение решетин обычно принимается 60×60 мм, можно и меньше, например, 40×60 мм, но тогда их нужно устанавливать чаще. Под волнистые целлюлозобитумные листы типа ондулин шаг обрешетки выбирается от имеющегося уклона скатов крыши. Он выбирается размером 45 см для уклонов от 1 : 6 до 1 : 4 и 60 см — для уклонов более 1 : 4. Для крыш с уклоном скатов менее 1 : 6 под ондулин делается сплошная обрешетка.

Под кровли из малоразмерных штучных элементов, например, из черепицы, шаг обрешетки принимается таким, чтобы каждая отдельная черепица легла на две решетины. Он может составлять от 16 до 40 см. Самый распространенный шаг примерно 33 см. При расчете веса кровельного покрытия лучше заранее определиться с выбором типа черепицы и уточнить шаг обрешетки. Обрешетку под черепицу при однослойном покрытии стелют из обрезных брусков сечением 50×50 или 50×60 мм, при двухслойном или тяжелой штампованной черепицей — сечением 60×60 мм.

При устройстве кровель из стального профилированного настила и его разновидности металлочерепицы, шаг решетин выбирается исходя из несущей способности материала. Обычно он составляет 35–40 см и равен поперечному шагу профиля металлочерепицы. Для обрешетки используются доски шириной примерно 100 мм.

Под мягкие кровельные материалы делается сплошная обрешетка. Применяемый для определения типа обрешетки термин — «сплошная» совсем не означает, что доски решетин прибиваются впритирку друг к другу. Обычно таким образом крепятся только две верхних и две нижних решетины, остальные образуют между собой зазор от 2 до 5 см. Решетины могут быть изготовлены из окромленого (ровного обрезанного с двух сторон по длине) или не кромленого теса толщиной 2–2,5 см. При применении не кромленых досок их располагают по скату кровли по типу комель к вершине, обзол с не кромленого теса должен быть обязательно снят.

Обрешетку под стальную кровлю выполняют сплошной или разреженной. Разреженную обрешетку делают из брусков сечением 50×50 мм, досок — 50×120 (140) мм, сплошную — из досок толщиной 30–40 мм. Бруски располагают через 200–250 мм друг от друга. Через каждые 1,4 м прибивают доски такой же толщины, как бруски, шириной до 140 мм (более широкие доски могут коробиться), которые необходимы для стыковки на них лежачих фальцев картин. Верх крыши — конек сбивают из досок шириной 200 мм.

В последнее время при использовании новейших кровельных покрытий стали часто использоваться контробрешетки. Контробрешеткой называют вторую, чаще всего сплошную обрешетку, выполненную под углом к первой. Угол наклона контробрешетки делают примерно равным 45°. Наклон решетин не только увеличивает пространственную жесткость крыши, но и позволяет сделать практически любую кровлю, за исключением, пожалуй, только черепичной, но при желании можно сделать и ее.

Сплошная обрешетка из досок в настоящее время почти не применяется ее заменили на сплошную обшивку скатов влагостойкой фанерой или плитами OSB (табл. 2).

Рекомендуемая толщина сплошных обрешеток (таблица 2)

Приблизительный вес материала кровельного покрытия можно принять по таблице 2, а вес обрешетки нужно рассчитать исходя из выбранного материала и конструкции кровли. Для деревянных обрешеток применяются бруски хвойных пород. Объемный вес одного кубометра древесины равен 500–550 кг/м³. Если будет использована фанера или OSB, то их объемный вес равен 600–650 кг/м³.

« назад           далее »

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

Размеры листа металлочерипицы, а также как рассчтать вес 1 м2 кровли

Металлочерепица — современный красивый, прочный и долговечный материал для кровли. Для точного расчёта необходимого вам количества металлочерепицы нужно знание размеров листа: длины, ширины, толщины. Кроме этого, вы должны обладать информацией о весе вашей кровли. Это даст возможность правильно обустроить стропильную систему и другие элементы крыши.

Размеры листа металлочерепицы

Основными параметрами листа металлочерепицы считаются: длина, ширина, толщина, высота профиля и шаг его волны.

Длина и ширина листа

Различают полную и полезную длину и ширину листа. Полная длина и ширина — это расстояние между кромками листа. Длина может изменяться от 480 мм до 6000 мм. Крайние значения выбирать не стоит. Длинный лист способен покрыть большую площадь, но он очень тяжёлый и при подъёме может деформироваться. При выборе короткого листа из-за малой длины увеличивается число стыков, а следовательно, и нахлестов, что повышает количество необходимого материала. Наилучшая для монтажа длина — 3600–4500 мм. Ширина листа металлочерепицы колеблется в пределах 1140–1190 мм.

Полезная длина и ширина листа — это полный размер минус размеры нахлеста листов при монтаже. Нахлест по длине составляет 45–150 мм, а по ширине делается 5–90 мм.

Таблица: размеры листов металлочерепицы наиболее популярных производителей

Толщина и высота волны листа

Стандартная толщина листа металлочерепицы составляет 0,35–1 мм. Чаще всего встречается 0,5 мм. Более толстая металлочерепица прочнее, имеет больший срок эксплуатации, но создаёт большую нагрузку на стропильную систему и несущие стены. Если нагрузка высокая, то необходимо укреплять стены и стропила. Тонкая металлочерепица дешевле, но может деформироваться при монтаже, транспортировке и под воздействием различных природных факторов. Она также быстро ржавеет и менее долговечна.

Шаг металлочерепицы — расстояние между двумя соседними впадинами или гребнями листа. Он равен примерно 185 мм. Высота волны различается в зависимости от качества металлочерепицы. Более качественная и дорогая имеет волну 50–75 мм, средний уровень — от 30 мм до 50 мм, бюджетные варианты — от 12 мм до 30 мм. Более высокая волна способствует хорошему сходу воды с крыши во время сильного дождя и таяния снега, а также придаёт металлочерепице привлекательный внешний вид.

Подбор оптимальных размеров листа помогает сделать качественное покрытие из металлочерепицы

Видео: о выборе металлочерепицы

Расчёт металлочерепицы для обустройства кровли

Для расчёта количества листов металлочерепицы, необходимых для кровли, рекомендуем следующий порядок действий:

1. Рассчитываем площадь крыши.
2. Общая площадь умножается на коэффициент 1,1. Это нужно для учёта свесов, отходов и возможности повреждения листов при транспортировке и монтаже.
3. Полученное значение делится на полезную площадь листа.

Расчёт произведём на примере обычной двускатной крыши.

Двускатная крыша позволяет продемонстрировать расчёт необходимой для кровли металлочерепицы

Скаты такой кровли по форме представляют собой прямоугольники. Площадь прямоугольника равна произведению его длины на ширину. Пусть эта площадь будет 120 кв. м. Умножаем эту величину на 1,1. Получаем 132 кв. м. Так как ската два, 132 кв. м умножаем на два. Это будет 264 кв. м.

Расчёт площади листа металлочерепицы произведём на примере продукции компании «Металлопрофиль» (см. таблицу выше). Один из вариантов длины листа — 3650 мм. Нахлест составляет 150 мм. Полезная длина — 3500 мм (3,5 м). Полная ширина этого листа равна 1190 мм. Нахлест — 90 мм. Полезная ширина — 1100 мм (1,1 м). Отсюда следует, что полезная площадь листа составляет 3,85 кв. м (3,5 м х 1,1 м). Для вычисления количества необходимых листов металлочерепицы делим площадь крыши с коэффициентом (264 кв. м) на полезную площадь листа (3,85 кв. м). С округлением в большую сторону получаем 69 листов.

Для расчёта необходимого количества листов других размеров и на различные типы крыш можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Вес кровли из металлочерепицы

Знание веса кровли очень важно при её обустройстве. Несущие стены и стропильная система должны выдержать нагрузку, приходящуюся на них. Следует учитывать массу не только крыши, но и всего кровельного пирога: утеплителя, гидро- и пароизоляции.

Вес квадратного метра металлочерепицы

Один из важнейших показателей — вес 1 кв. м кровли. Существует ряд факторов, которые определяют это. О размерах листа и толщине металла уже было сказано выше. Естественно, чем больше лист и толще металл, тем больше вес листа. Среди других факторов:

• состав металла. В основном применяется сталь, однако иногда для высококачественных видов металлочерепицы используют медь, её сплавы и алюминий. Вес квадратного метра оцинкованной стали при толщине 0,5 мм примерно составляет 3,84 кг и зависит от толщины цинка. Остальное приходится на грунтовочный слой и полимерное покрытие. Если толщина этих слоёв будет 0,7 мм, то вес квадратного метра материала составит 5,41 кг. При той же толщине квадратный метр алюминия весит меньше — в среднем 1,35 кг, а меди — больше (4,45 кг).
• толщина слоя цинка, используемого в качестве защитного покрытия. Слой цинка может весить от 220 г до 275 г на 1 кв. м. Чем он толще, тем тяжелее лист и долговечнее;
• защитный полимерный слой. Для его создания могут применяться различные материалы: пластизол, пурал, полиэстер, ПВДФ. Они имеют различную толщину нанесения. Меньше всего она у полиэстера, больше всего — у пластизола: полиэстер — 0,025 мм, пурал — 0,050 мм, пластизол — 0,2 мм. Увеличение толщины защитного слоя повышает вес листа металлочерепицы. Так, квадратный метр металлочерепицы с покрытием из полиэстера (при других одинаковых характеристиках) будет весить 3,6 кг, при использовании ПВДФ — 4,5 кг, пурала — 5,0 кг, а пластизола уже 5,5 кг.
• глубина рельефа. Чем он выше, тем тяжелее лист.

Видео: о свойствах листа металлочерепицы

Расчёт веса квадратного метра оцинкованного листа по формуле

Основную часть веса металлочерепицы составляет вес оцинкованного листа с полимерным покрытием. Поэтому для расчёта общей массы подсчитаем отдельно вес квадратного метра металла, оцинкованного и полимерного покрытиий.

Необходимые для расчёта величины:

• плотность стали — 7,85 т/куб.м;
• плотность цинка — 7,12 т/куб.м;
• плотность полимера — 1,5 т/куб.м;
• толщина полимерного покрытия — 0,025 мм (полиэстер).

Таблица: толщина цинкового покрытия листа металла в зависимости от класса

Расчёт производим по формуле: М=t*l*h*p, где: t — толщина материала, l — длина, h — ширина, р — плотность.

• вес квадратного метра металла без оцинкованного покрытия толщиной 0,46 мм равен: 0,46х1х1х7,85=3,61 кг;
• вес оцинкованного покрытия класса 1 равен: 0,0381х1х1х7,13=0,27 кг;
• вес полимерного покрытия из полиэстера равен: 0,025х1х1х1,5=0,04 кг.

Складываем все результаты. Получается 3,92 кг.

В целом, вес квадратного метра металлочерепицы находится в пределах 3,6 кг. — 6,0 кг. Он часто указывается производителем для каждой конкретной марки. Тогда рассчитывать его самостоятельно нет особой необходимости.

Таблица: сравнение веса металлочерепицы с другими материалами

Как видим, металлочерепица — один из самых лёгких материалов для кровли. Легче только ондулин, но металлочерепица прочнее.

А теперь перейдём к расчёту веса всего кровельного пирога.

Вес кровельного пирога с покрытием из металлочерепицы

Возьмём примерный вес 1 кв. м компонентов кровельного пирога: металлочерепица — 5 кг; гидро- и пароизоляция из полимерной мембраны — 1,5 кг; утеплитель из минеральной ваты — 10 кг; обрешётка из досок 2,5 см — 15 кг. Если сложим все полученные данные, получится 31,5 кг. Используем поправочный коэффициент 1,1. Умножаем 31,5 кг на 1,1. Получаем 34,7 кг. Это вес квадратного метра кровельного пирога. Стандартная толщина несущих стен и стропильной системы рассчитана на нагрузку до 250 кг/кв. м. Есть ещё достаточно большой запас.

Рассмотренная в статье методика расчёта количества листов металлочерепицы позволит вам экономно использовать материал и снизить расходы на обустройство вашей крыши. Кроме того, приведённые характеристики различных марок металлочерепицы позволят подобрать именно то, что необходимо для вашей кровли. Расчёт её веса позволит сделать вашу крышу надёжной и безопасной на долгие годы.

Рассчитываем стропильную систему для металлической кровли

Металлочерепица и металлопрофиль – прочные, долговечные и эстетически привлекательные материалы, которые при правильном монтаже прослужат от 25 до 50 лет (металлочерепица имеет больший срок эксплуатации). Но при расчете сечения и системы стропил следует всегда учитывать вес кровельного материала: 1 м² металлочерепицы весит около 5 кг, 1 м² металл профиля – 4,5-6 кг.

Даже небольшая ошибка в расчете стропильной системы грозит серьезным ремонтом и большими расходами или даже повреждением несущих конструкций здания, а это всегда дорогостоящая и сложная проблема, которую Вы не сможете решить своими силами.

Варианты расчета стропильной системы с учетом веса металлочерепицы

Применяется два основных варианта расчета стропильной системы в зависимости от кровельного материала:

• не всегда получается заранее определиться с кровельным материалом, получается ситуация, когда стропильная система уже возведена, а кровля только выбирается. Равномерно распределить нагрузку на опорные части стропильной системы поможет обрешетка.

  Чем тяжелее кровельный материал, тем меньше должен быть шаг и тем больше – сечение бруса или доски для обрешетки.

• Под металлочерепицу укладывается обрешетка с сечением не менее 30×100 мм. Многие специалисты рекомендуют укладывать сплошную обрешетку (с шагом около сантиметра) или разреженную – с шагом 3-4 см. Это связано с особенностями монтажа металлочерепицы и металлопрофиля. Это подходящий вариант для стандартной стропильной системы двухскатной крыши;
• другой вариант – расчет стропильной системы с учетом уже выбранного материала. В этом случае сечение бруса стропильных ног выбирается уже с учетом веса металлической крыши. Стандартный шаг стропильных ног для металлической кровли – 60-95 см. Но даже для простой двухскатной крыши лучше сделать более точные расчеты и подобрать сечение и шаг стропильных ног точно.

Предпочтительнее второй вариант расчета, но при грамотно спроектированной стропильной системе поправки, внесенные на этапе обрешетки, обычно позволяют учесть нагрузку металлической кровли с запасом. Для более сложных конструкций лучше применять точные таблицы или прибегнуть к помощи профессионалов.

Расчет стропильной системы для металлочерепицы и металлопрофиля

Если проектировка стропильной системы проводится уже после выбора кровельного материала, для расчета сечения и шага стропильных ног часто применяются стандартные таблицы. Вот пример одной из них.

В этой таблице используются средние значения, примерный расчет подойдет для несложных стропильных конструкций двухскатных и односкатных крыш. Необходимо выбрать длину стропильной ноги, и уже из этого параметра выбрать сечение бруса и шаг стропильных ног.

Есть более сложные таблицы расчета. В приведенной здесь таблице учитывается множество параметров: вес квадратного метра кровли, снеговая и ветровая нагрузка, другие параметры. Пользоваться ей несложно, все известные Вам величины следует занести в таблицу, остальные параметры будут просчитаны по занесенным в нее формулам.

• О том, какие размеры металлочерепицы бывают и как правильно рассчитать необходимое ее количество, читайте в нашей статье.
• О различных вариантах подложки под металлочерепицу расскажет данная публикация.
• Навесам из металлочерепицы посвящен этот материал.

При расчете во всех более или менее точных таблицах учитывается несколько постоянных величин: вес кровельного материала и комплектующих, отделочных материалов внутри здания, вес стропильной системы, паро и гидроизоляции. Но также необходимо учитывать массу снежного покрова, который будет воздействовать на крышу зимой. Коэффициент снеговой нагрузки можно посмотреть по этой карте.

Еще одна переменная, которую стоит принимать в расчет – ветровая нагрузка, коэффициенты ветровой нагрузки также отмечены на карте.

Последняя величина – вес дополнительных конструкций и людей, которые будут монтировать кровлю и обслуживать крышу. При проектировке всей системы в ней должен быть заложен запас прочности на случай аномально снежной зимы или сильных ветров.

Особенности проектировки стропильной системы для металлической кровли

В первую очередь это вес квадратного метра материала. Приведенные выше значения примерны, в расчетах лучше использовать точный вес выбранного материала. Расчеты будут более точными, если заранее продумать тип кровли, конкретный вид. Самый простой способ – заказать расчет стропильной системы у профессиональных проектировщиков, это позволит избежать множества ошибок и не покупать материал с большим запасом, так как профессиональные программы позволяют очень точно рассчитать нагрузки.

Стропильная система крыши под металлическую кровлю мало чем отличается от стандартного проекта крыши, за исключением некоторых особенностей:

• вместо конькового бруса устанавливается коньковый прогон. Коньковый брус крепится сверху всей конструкции, стропильные ноги упираются в него сбоку. Коньковый прогон крепится под верхним пересечением стропильных ног. Это позволяет создать свободное пространство, в котором циркулирует воздух, предотвращая образование конденсата, губительного для любой металлической конструкции;
• часто для обрешетки используется не деревянные доски, а металлический профиль. Прочность металла позволяет уменьшить минимальное сечение и в целом – облегчить конструкцию, но металлический профиль дороже деревянных элементов обрешетки.

Повышенное внимание следует уделять защите металлических и деревянных конструкций от воздействия окружающей среды. Для дерева обязательно использовать антисептические и огнеупорные пропитки. Для металлической кровли большое значение имеет правильный монтаж листов профиля или черепицы. При неправильном монтаже велик риск повредить верхнее покрытие, сильное повреждение может вызвать преждевременную порчу кровельного материала.

Проектировка стропильной системы с учетом выбранного кровельного материала позволяет не беспокоиться о том, что в расчетах закралась ошибка, которая со временем приведет к повреждению несущих конструкций крыши. Это важный этап подготовительных работ.

И чем сложнее стропильная конструкция крыши, тем более точными должны быть расчеты. Поэтому если Вы планируете крышу с нестандартными, ломаными скатами, то лучше привлечь профессиональных проектировщиков: таблицы, созданные в помощь строителям-непрофессионалам необходимой точности не дают.