Как найти длину ската крыши формула

С 1-го декабря проект полностью обновлен. Старая версия — old.stroyka.expert.
До 1-го июня 2023 года все сервисы сайта бесплатны. Банковская карта не требуется!

 Рассчитать длину ската кровли

1) Зная ширину и высоту ската

2) Зная ширину ската и угол уклона кровли

3) Зная ширину ската и высотные отметки карниза и конька

Если есть пожелания или замечания по работе калькуляторов — оставляйте их в комментариях!

Length slope — программа для расчета длины ската кровли

---

Чтобы рассчитать кровельные материалы, необходим документ, который по ГОСТ 21.501-93 «Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей»  называется план кровли (крыши). Для корректного расчёта параметров достаточно вида крыши сверху с обозначенными направлениями скатов, длин проекций и высотными отметками.

На рисунке представлен общий  вид дома с конструкцией вальмовой крыши. Данный тип крыши состоит из 4-х скатов (плоскостей): два треугольных ската (вальмы) и две трапеции.

Для точного определения размеров кровли необходимо знать уклоны скатов кровли (крыши). Уклон ската – угол наклона ската по отношению к горизонту. Может выражаться в градусах, в процентах, дробях.

Если на плане кровли не указаны уклоны, измерить их можно с помощью транспортира по планам фасадов. С большей степенью точности можно вычислить, зная проекционные и высотные размеры кровли. Так как отношение этих двух величин постоянное для конкретного уклона, градусность будет определена предельно точно.

Интересные факты, известные из курса школьной геометрии:

1. Если проекция ската равна изменению его высоты, уклон кровли будет равным 45 градусов;
2. Длина ската, уклон которого равен 30-ти градусам в два раза больше его высоты. А длина ската с уклоном 60 градусов в два раза больше её проекции.

Для первого примера отношение высоты к проекции 1:1, а длина ската будет больше её проекции в 1,414 раза. Таким образом, 1,414 — коэффициент уклона ската с уклоном 45 градусов. Для уклона 60 градусов этот коэффициент равен 2,000, а для 30 – 1,155.

Следовательно, параметры ската в рамках конкретной кровли взаимосвязаны, и могут быть вычислены при известности двух из них.

Следующая задача, которую предстоит решать специалисту в ходе расчёта кровельных материалов, заключается в определении площади кровли, а так же суммарных длин всех её одноименных элементов: коньков, хребтов, карнизов. Для других конфигурация кровли могут быть ещё: ендовы, примыкания, фронтоны (щипцы, торцы) и так далее.

При определении площади следует разбить её на составляющие прямоугольники, треугольники, трапеции, при необходимости, круги и другие фигуры.

Относительно рассматриваемой крыши, план кровли разделён естественным образом на два треугольника и две трапеции.

На следующем рисунке планы кровли и двух основных фасада:

Приступим к расчету геометрических параметров крыши:

L _{карниза} = (10 + 6 )*2 = 32 м
L _конька = 4 м

Определим длины скатов. Они равны между собой исходя из плана кровли.

Смотрим на план кровли и видим, что длина ската по плану кровли составляет 3м. Однако это все  же не искомая длина ската, а всего лишь проекция этой длины на горизонтальную плоскость.

Чтобы преобразовать проекцию длины в действительный размер достаточно умножить проекцию на коэффициент 1,155 (для 30 градусов):

L _ската = 3м * 1,155 = 3,465 м.

Также, длину ската можно найти по теореме Пифагора, если известна высота крыши (H = 1,732 м):

(L _ската) ² = H ² + (проекция длины ската) ² = (1,732) ² + (3) ² = 2,999824 + 9 =11,999824
L _ската =3,465 м.

Найденная длина ската(скатов) является определяющей высотой фигур (трапеции и треугольника) при расчете площадей:

S _кровли = S_{ската 1} + S_{ската 2} + S_{ската 3} + S_{ската 4}
S _{ската 1} = S_{ската 3}  и S _{ската 2} = S_{ската 4} 

По формуле площади треугольника:
S _{ската 1}= (6*3,465)/2 = 10,395 м²

По формуле площади трапеции:
S _{ската 2} = ((10+4)/2)*3,465 = 24,255 м²

Итого общая площадь кровли:
S _кровли = 10,395 + 10,395 + 24,255 + 24,255 = 67,3 м²

Есть самый быстрый способ определения нашей искомой площади, заключается он в умножении площади проекции крыши (габариты крыши по плану кровли, 6м х 10м) на коэффициент 1,155 (по аналогии с определением длины ската):

S _кровли = 6*10*1,155 = 69,3 м²

Оставшийся параметр – длину ребра(хребта) можно также определить по теореме Пифагора:

( L _{ребра(хребта)} ) ² = 3 2 + (длины ската) ² = ( 3 ) ² + (3,465) ² = 9 + 12,006225 = 21,006225
L _{ребра(хребта)} =  4,583 м

Существует также коэффициент пересчета для определения искомых длин ребер, для этого достаточно умножить длину ребра(хребта) по плану кровли на коэффициент пересчета (30град./30град.), равным значению 1,08.

Итак:

(L _{проекции хребра(хребта)}) ² = 3 2 +3 2 = 18
L _{проекции хребра(хребта)} = 4,24264068711
L _{ребра(хребта)} = 4,24264068711 *1,08 = 4,583 м

Сумма длин всех ребер(хребтов): L _{ребер(хребтов)} = 4,583*4 = 18,332 м

После того как все геометрические параметры крыши определены, мы сможем подобрать и рассчитать любой кровельный материал по нашему выбору.

Вариант расчета кровли BRAAS, модель «Франкфуртская»:

(Минимальный рекомендуемый угол крыши для данной модели составляет 16 градусов, удовлетворяет нашим требованиям).

Внешние габариты одной черепицы «Франкфуртская» составляют 330х420мм.

Поскольку черепица укладывается с нахлестом и с учетом стыковки черепицы между собой через замковое соединение полезная площадь покрытия одной черепицы будет несколько меньше и составит 300х330мм.

Полезная площадь покрытия для всех видов черепиц всегда разная и обусловена широким разнообразием профилей и их размеров.

При размерах 300х330мм расход на 1м² составляет:

1м²/(0,3м * 0,33м) = 10,1шт./м²

Общее количество рядовой черепицы на покрытие всей крыши:

10,1*69,3 м² = 700 шт.

Принимая во внимание возможный бой черепицы при доставке/разгрузке/монтаже, а также некоторые отклонения в фактических размерах от данных в проекте, обязательно учитывается технологический запас материала. Величина запаса зависит от геометрической сложности кровли и должна приниматься индивидуально для каждого крыши. Для вальмовой крыши будет достаточно 5%. Запас очень важен при расчете кровельного покрытия, т.к. предостерегает нас от нехватки материала при монтаже кровли.

В итоге, с учетом запаса нам необходимо:

700 шт. + 5% = 735шт.

Количество начальной хребтовой черепицы:

4 шт.

Количество рядовой коньковой черепицы (расход 2,5шт./мп):

2,5*18,332 = 46 шт.
46 шт. — 4 шт. (начальные хребтовые) = 42 шт.

Вальмовая черепица: 2 шт. (устанавливается на место пересечения конька и двух ребер)

А теперь, предлагаем посмотреть как выглядит подробный расчет кровельного покрытия в нашей компании с учетом крепежа и всех необходимых аксессуаров:

А также раздел 2 с крепежом и необходимыми аксессуарами:

В данной статье мы разобрали с вами расчет скатной типовой крыши имея при себе лист бумаги, карандаш и немножко знаний из школьной программы геометрии. Сложные кровли с большим количеством скатов разных геометрических форм, сложных многоугольников, а также криволинейных поверхностей (конусов, сфер и т.д.) рассчитываются программно на ПК в специальных инженерных пакетах. Это в значительной мере облегчает процесс расчета, экономит время и предостерегает нас от возможных арифметических ошибок при расчете.

Размер треугольника увеличивается без изменения углов простым умножением длины трех сторон на одно и то же число. Этот процесс работает и в другом направлении. Уменьшение размера треугольника делается сокращением его сторон на одно и то же число.

Для проектирования и последующей постройки крыши необходимо иметь четкое представление о том, как и какие математические действия, помогут в этих процессах. Нужно знать, какие производить измерения и делать их точно. Нужно четко представлять детали проекта и сочленение их между собой.

Для лучшей визуализации и понимания последующей работы составляйте простые эскизы деталей проекта, учитывающие толщину конструкций и расстояния между ними. Чертеж даже эскизный более эффективный инструмент, чем просто цифры, полученные калькулятором.

Нахождение размеров ската крыши математическим методом

Прежде всего, находится длина гипотенузы прямоугольного треугольника с заданным уклоном. Например, уклону крыши 6 к 12 соответствует треугольник с катетами 6 и 12 длина его гипотенузы по теореме Пифагора составит 13,42 размерные единицы. На стройплощадке тот же результат получаем, просто взглянув на шкалу плотницкого треугольника. Под цифрой 6 находится запись — 13,42. Однако имейте в виду, что использование треугольника вносит незначительные ошибки округления. Калькулятор точнее.

Как только становится известной длина гипотенузы, найти реальные размеры треугольника внутреннего пространства крыши не составит труда. Вычисление очень простое умножьте 6, 12 и 13,42 на одно и то же число. Нужно только вычислить, на какое конкретно число умножать, то есь необходимо найти коэффициент масштабирования.

Для вычисления реальных размеров стропильного треугольника сделайте три шага, записывая вычисления на бумаге.

Шаг 1. Найдите точку отсчета и длину основания треугольника.

Измерьте расстояние между наружными несущими стенами A = 7036 мм (277 дюймов). Вычтите толщину гребня B = 38 мм (1,5 дюйма). Разделите остаток пополам С = (A – B)/2 = (7036 – 38) : 2 =3499 мм (или 277–1,5 = 275,5; 275,5 : 2 = 137,75 дюйма).

Точка отсчета находится на расстоянии 3,499 м (137,75 дюйма) от каркаса стены.

Шаг 2. Найдите коэффициент масштабирования.

Разделите 3499 на 12 (137,75 на 12). Результат —  это коэффициент масштабирования 291,583 для расчета в миллиметрах или 11.479 для расчета в дюймах.

Шаг 3. Вычислите размеры внутреннего треугольника ската крыши.

Умножение 6, 12 и 13,42 на коэффициент 291,583 или 11,479 дает размеры трех сторон ската крыши в миллиметрах или дюймах.

Гипотенуза 3913 мм или 154,048 дюйма (154 1⁄16 дюйма) является расстоянием между нижней точкой вертикального среза стропила на коньке и точкой начала опорного выреза на стене. Высота 1750 мм или 68,874 дюйма (68 7⁄8 дюймов) —  расстояние от обвязки стен до низа коньковой доски.

Нахождение размеров ската крыши по таблице

Вычисляемый треугольник уменьшается до треугольника с основанием, равным единице. Разделите 6, 12 и 13,42 на 12 и получите треугольник с базой равной 1, высотой 0,5 и гипотенузой 1,118 размерных единиц. Мы получили коффициенты масштабирования.

Теперь увеличьте этот крошечный треугольник умножением коэффициентов 1; 0,5; 1,118 на пролет стропила 3499 мм (137,75 дюйма) и получите размеры реального треугольника 1×3499 = 3499 мм; 0,5×3499 = 1750 мм; и 1,118×3499 = 3912 мм (1×137,75 = 137,75 дюйма; 0,5×137,75 = 68,875 дюйма; и 1,118×137,75 = 154 дюйма).

На основе треугольника с основанием равным единице составлена таблица, в которой по величине пролета стропила определяется высота и гипотенуза стропильного треугольника для любого уклона крыши. Размер стропильного треугольника вычисляется простым умножением длинны пролета стропила на множители соответствующие данному уклону крыши. Использование таблицы упрощает расчет крыш.

Пропорции (множители) прямоугольного треугольника с основанием равным одной размерной единице

Ук­лон ска­та кры­ши	Ос­но­ва­ние	Вы­со­та	Ги­по­те­ну­за
X к 12	В гра­ду­сах
1 к 12	4,76°	1	0,083	1,003
2 к 12	9,46°	1	0,166	1,014
3 к 12	14,04°	1	0,25	1,031
4 к 12	18,43°	1	0,333	1,054
5 к 12	22,62°	1	0,417	1,083
6 к 12	26,57°	1	0,5	1,118
7 к 12	30,26°	1	0,583	1,158
8 к 12	33,69°	1	0,666	1,202
9 к 12	36,87°	1	0,75	1,25
10 к 12	39,81°	1	0,833	1,302
11 к 12	42,51°	1	0,917	1,357
12 к 12	45°	1	1,0	1,414
13 к 12	47,29°	1	1,083	1,474
14 к 12	49,40°	1	1,166	1,537
15 к 12	51,34°	1	1,25	1,601
16 к 12	53,13°	1	1,333	1,667
17 к 12	54,78°	1	1,417	1,734
18 к 12	56,31°	1	1,5	1,803
19 к 12	57,72°	1	1,583	1,873
20 к 12	59,04°	1	1,666	1,944
21 к 12	60,26°	1	1,75	2,016
22 к 12	61,39°	1	1,833	2,088
23 к 12	62,45°	1	1,917	2,162
24 к 12	63,43°	1	2,0	2,236

При проведении работ на кровле важны точные измерения. Проект крыши может включать в себя укладку черепицы, установку подкровельной изоляции, вентиляцию и монтаж водосточных желобов. Поэтому от точности измерений и расчетов будет зависеть стоимость вашей крыши. Строительные и кровельные материалы сегодня не дешевы, поэтому к расчету нужно отнестись серьезно.

Особенности расчета площади кровли

Сегодня архитекторы и проектировщики не ограничены материалами и технологиями, поэтому крыша может иметь самую причудливую форму. Мы же будем рассматривать расчет материалов для основных видов кровли:

• Односкатной.
• Двухскатной.
• Четырехскатной.

Конечно, есть и более сложные конструкции кровли, но их расчет лучше доверить специалистам.

Расчет односкатной крыши

Самым простым, по сути, является расчет простых форм — односкатной кровли.

Расчет односкатной достаточно прост, здесь учитывается ширина и длина ската. Однако, чтобы измерить ее не поднимаясь на крышу, можно рассчитать площадь, исходя из таких измерений:

• Длина здания.
• Ширина здания.
• Величина ската.
• Ширина свесов (величина отступа края кровли за пределы стен здания).

Расчет площади двухскатной крыши

Расчет двухскатной крыши может показаться более сложным. И в интернете можно найти множество формул с учетом угла наклона и соответственных коэффициентов. Однако можно к этому подойти намного проще. Просто посчитайте половину кровли по формуле односкатной крыши, а потом результат умножьте на два.

Пример:

Квадратный дом 6×6 м, площадью 36 кв.м. с высотой крыши 3 м, и шириной карнизных и торцевых (торцевых) свесов 0,5 м.

1. Вычисляем длину ската по теореме Пифагора 3^{2 +} 3² = 18 √ 18 = 4,24 м. Прибавляем длину карнизного свеса 4,24 + 0,5 = 4,74 м — длина ската.
2. Вычисляем длину конька, длина дома 6 м плюс два торцевых свеса по 0,5 м. 6 +0,5+0,5 = 7 м — длина конька.
3. Вычисляем площадь ската, умножаем длину ската на его ширину (длину конька) 7 * 4,74 = 33,18 кв.м.
4. Находим площадь всей кровли, поскольку она двухскатная с двумя одинаковыми скатами, то просто площадь одного ската умножаем на два. 33,18 * 2 = 66,36 кв.м.

Как мы видим, рассчитать площадь кровли простой геометрии достаточно просто.