Ângulo mínimo de inclinação de uma cobertura metálica. Como escolher o ângulo ideal do telhado para o derretimento da neve? Qual deve ser a inclinação do telhado da casa?

Na construção civil baixa, o tipo de cobertura mais comum, racional e economicamente viável é construtores experientes chamado estruturas inclinadas. Podem ser constituídos por uma, duas, três ou até quatro vertentes, planos que se encontram em um ponto, denominado cumeeira. Os telhados inclinados distinguem-se dos telhados planos pelo ângulo de inclinação, que, segundo regulamentos de construção deve exceder 2,5 graus. Seleção de inclinação – etapa importante criando um projeto do qual dependem a resistência, a capacidade de carga e a durabilidade da estrutura. Neste artigo, mostraremos como escolher o ângulo de inclinação correto para facilitar o derretimento da neve. período de inverno.

O ângulo de inclinação da cobertura é um parâmetro para o cálculo de engenharia das estruturas de cobertura, refletindo a relação entre a altura da cumeeira e a largura da base da encosta. Telhados inclinados pode ter uma inclinação de 2,5 a 80 graus, entretanto, a faixa ideal de ângulos de inclinação é de 20 a 450. A área das encostas, a resistência ao vento e a carga da neve dependem deste parâmetro. Os seguintes termos são encontrados na literatura especializada:

• Inclinação mínima. O ângulo mínimo de inclinação em geral é de 2,5 graus, mas dependendo do material impermeabilizante utilizado este parâmetro pode aumentar. Por último ângulo mínimo para betume laminado e revestimentos de membrana, é de 2 a 4 graus. O valor mínimo permitido para telhas metálicas e chapas onduladas é 11-12 0, para telhas de cerâmica – 22 0 .
• Ótimo. Ideal é a inclinação do telhado mais adequada em determinadas condições climáticas ao usar um determinado material impermeabilizante. O ângulo de inclinação ideal garante que a neve derreta de forma independente, facilitando a manutenção do telhado.

Importante! A inclinação de um telhado pode ser expressa em graus, porcentagem ou proporção. Para calcular este parâmetro estrutura de cobertura, você precisa dividir metade da largura da fachada pela altura e depois multiplicar por 100%.

Critérios de escolha

A escolha da inclinação é baseada em cálculos de engenharia, levando em consideração condições climáticasáreas onde a construção está ocorrendo, características cobertura e capacidade de carga da estrutura da viga. Para garantir um projeto confiável, os seguintes critérios devem ser levados em consideração:

1. Carga de vento. Quanto mais íngreme for o telhado, maior será a sua capacidade de navegar. Portanto, em regiões com ventos fortes e tempestuosos, são preferíveis estruturas de telhado mais planas. Embora, por outro lado, o vento possa arrancar o material impermeabilizante de encostas baixas.
2. Carga de neve. Quanto maior a carga de neve, mais cobertas ficam as encostas. Um ângulo de inclinação do telhado de 40-45 graus garante que a neve derreta sozinha da superfície do material do telhado.
3. Características revestimento de acabamento. Cada cobertura tem inclinação ideal, que deve ser levado em consideração no projeto da estrutura.
4. Capacidade de carga do quadro. Quanto menor a seção transversal dos elementos da estrutura e maior a distância entre eles, maior deve ser a inclinação para suportar a carga da neve.

Indicador ideal para facilitar o derretimento da neve

O fator limitante na escolha do ângulo de inclinação das inclinações do telhado é faixa do meio A Rússia é caracterizada por uma elevada carga de neve, característica desta área. Grandes quantidades de neve caindo no inverno aumentam a pressão no sistema de vigas, levando à deformação da estrutura e do material de cobertura da estrutura. Artesãos experientes acreditam que existe uma forte correlação entre inclinação e resistência à carga de neve:

1. Se for inferior a 30 graus, a neve se acumula na superfície das encostas. Os montes de neve e gelo têm uma massa significativa, devido à qual a carga na estrutura da viga aumenta, atingindo níveis críticos. No entanto, parte da neve é ​​soprada da superfície pelo vento. Se o ângulo do telhado estiver nessa faixa, os protetores contra neve não serão instalados nele, especialmente se o material do telhado tiver uma superfície áspera.
2. No valor de 0 graus (ou seja, para telhados planos), a carga de neve na superfície atinge seus valores máximos. A neve nessas estruturas se acumula em grandes montes, que levam ao colapso da estrutura se o telhado não for limpo periodicamente.
3. Se o telhado tiver 45 graus ou mais, então, ao calcular a carga na estrutura da viga, o peso da neve pode ser desprezado, uma vez que a neve desliza sozinha pelas encostas, sem parar na encosta. Para garantir o funcionamento seguro de uma cobertura com grande ângulo de inclinação, nela são instalados cortadores de neve, cortando a camada de neve à medida que ela desce em placas mais finas, com menor velocidade e energia de queda.

Observe! De acordo com a climatologia da construção, o território da Rússia está dividido em 8 zonas climáticas, cada um dos quais tem sua própria carga média anual de neve. Este valor de referência é usado para calcular a inclinação do telhado, a espessura da seção dos elementos da estrutura de caibro e a seleção da cobertura.

Impacto no design

É importante que a alteração da inclinação para facilitar o derretimento da neve afete muito a estrutura do telhado como um todo. Um aumento na inclinação tem as seguintes consequências:

• Ganho de peso torta de telhado. O peso de 1 metro quadrado de uma torta com inclinação de 50 graus é 2 a 2,5 vezes maior do que o de um telhado com inclinação de 2 graus.
• Aumentando a área das encostas. Quanto mais íngreme for a cobertura, maior será a área de suas encostas, maior será o consumo e, consequentemente, o custo do material da cobertura.
• Iluminando a estrutura da viga. Na ausência de carga de neve, você pode aliviar a estrutura do telhado para economizar madeira.
• Incapacidade de usar materiais em rolo. Se a inclinação do telhado exceder 40 graus, não é recomendado o uso de betume e membrana materiais laminados, já que estão sob influência Temperatura alta eles podem simplesmente “deslizar” para baixo.

Artesãos experientes notam que escolha certa ajuda a aumentar a vida útil das estruturas do telhado, facilita a operação e manutenção do telhado nos invernos nevados da Rússia. Erros no projeto relacionados a escolha errada o ângulo ideal leva à deformação das vigas, ao colapso do revestimento e à inundação de umidade atmosférica no espaço entre as juntas durante chuvas oblíquas ou durante degelos.

Instrução em vídeo

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A fundação e o telhado são os dois mais importantes e difíceis de calcular elemento arquitetônico qualquer edifício. Os elementos de suporte da cobertura são o sistema de vigas e seu desempenho depende em grande parte do ângulo de inclinação das encostas. Os desenvolvedores comuns escolhem o ângulo ideal do telhado com base em critérios diferentes dos projetistas.

Eles não estão inteiramente interessados ​​nos cálculos da resistência das unidades de suporte; têm pouco interesse na influência do ângulo de inclinação; telhado de duas águas em custo e complexidade sistema de viga etc.

Em que os desenvolvedores comuns prestam atenção?

Esses desejos são levados em consideração pelos arquitetos durante o projeto e cálculo dos elementos do sistema de vigas. Mas a estes se soma um número bastante grande de fatores puramente de engenharia que têm uma influência decisiva no cálculo dos parâmetros do sistema de vigas. E o ângulo de inclinação das encostas não é o único entre eles; todos os valores dependem uns dos outros e não podem deixar de ser levados em consideração no desenvolvimento do projeto.

Como os designers escolhem o ângulo ideal

Os cálculos são feitos com base no SNiP 2.01.07-85. Os padrões publicados são utilizados durante os cálculos levando em consideração cargas permanentes, temporárias e especiais e suas diversas combinações.

SNiP 2.01.07-85. O arquivo PDF será aberto em uma nova guia.

Que cargas são levadas em consideração ao determinar o ângulo de inclinação do telhado?

As cargas são divididas em várias categorias dependendo da duração do seu impacto: longo prazo, curto prazo e especial.

1. Cargas de longo prazo (constantes) no sistema de vigas. Estes incluem o peso dos materiais de cobertura, isolamento, elementos de madeira estrutura de treliça. Esta categoria deve incluir cargas decorrentes de expansão térmica e alterações dimensões lineares devido a mudanças na umidade relativa da madeira serrada. As mudanças padrão de temperatura são determinadas usando fórmulas separadamente para ambientes aquecidos e não aquecidos. O peso da cobertura de neve também é considerado uma carga de longo prazo no sistema de vigas e é necessariamente levado em consideração ao determinar o ângulo de inclinação ideal pernas de viga.

   

   

2. Curto prazo. O sistema de vigas é influenciado pelo peso dos trabalhadores, pelos materiais de construção armazenados, pelo peso dos equipamentos e ferramentas especiais usados ​​​​durante a construção e pelas cargas do vento.

   

3. Cargas especiais. Esforços decorrentes de desastres naturais, terremotos, explosões e perdas repentinas capacidade de suporte um ou mais nós carregados do sistema de vigas.

   

   Estresses especiais incluem terremotos e desastres naturais

Ao determinar o ângulo de inclinação do telhado, é levada em consideração a combinação máxima possível de cargas. Ambos os parâmetros afetam a espessura e o comprimento das pernas da viga. O cálculo do sistema de caibros e do ângulo de inclinação das encostas é feito de acordo com os estados limites, levando em consideração todos os fatores desfavoráveis.

As deflexões e movimentos máximos das pernas do caibro são regulados independentemente de suas dimensões lineares e não devem levar à despressurização parcial da cobertura. As seguintes condições aplicam-se a todos os tipos de telhados, independentemente do ângulo de inclinação:

• deve ser garantido operação segura edifícios;
• a integridade da estrutura não pode ser comprometida mesmo durante picos de carga de curto prazo;
• a aparência do telhado não deve mudar durante todo o período de operação.

Além disso, cada requisito deve ser cumprido independentemente dos demais. Os valores máximos de deflexão das vigas são limitados levando em consideração características de desempenho materiais de cobertura. Se valores padrão não têm um efeito perceptível na aparência, não são ajustados.

Conselho prático. É muito mais fácil garantir a integridade da torta não aumentando a resistência do sistema de vigas, mas usando compensadores estruturais especiais.

A inclinação do telhado - do que depende e como é medida.

Um fato tão importante para o telhado é a sua inclinação. Inclinação do telhado- este é o ângulo de inclinação do telhado em relação ao nível horizontal. De acordo com o ângulo de inclinação das encostas do telhado existem inclinação baixa(inclinado), inclinação média E telhados com íngremes(altamente inclinado) arraias.

Telhado de baixa inclinação aquela cobertura cuja instalação é realizada com base no menor ângulo de inclinação recomendado das encostas. Portanto, para cada cobertura há sua própria recomendação inclinação mínima.

De que depende a inclinação do telhado?

• A capacidade do telhado de proteger o edifício de fatores externos e impactos.
• Do vento- quanto maior for a inclinação do telhado, maior será a mais valor cargas de vento incidentes. Em encostas íngremes, a resistência ao vento diminui e o vento aumenta. Em regiões e locais com ventos fortes Recomenda-se usar uma inclinação mínima do telhado para reduzir a carga sobre estruturas de rolamento telhados.
• De cobertura (material) - Para cada material de cobertura existe um ângulo mínimo de inclinação em que este material pode ser utilizado.
• Desde ideias arquitetônicas, soluções, tradições locais- é assim que em diferentes regiões se dá preferência a uma ou outra estrutura de cobertura.
• Da precipitação: cargas de neve e chuvas na região. Em telhados com grande inclinação, neve, sujeira e folhas não se acumulam em grandes quantidades.

Qual é o ângulo de inclinação do telhado medido?

A designação da inclinação do telhado nos desenhos pode ser em graus ou em porcentagem. A inclinação do telhado é indicada pela letra latina i.

No SNiP II-26-76, dado valor indicado como uma porcentagem (%). EM este momento Não existem regras rígidas para indicar o tamanho da inclinação do telhado.

A unidade de medida da inclinação do telhado é graus ou porcentagens (%). Suas proporções são mostradas na tabela abaixo.

Relação percentual-grau de inclinação do telhado

Você pode converter a inclinação de porcentagem em graus e vice-versa de graus em porcentagem usando um conversor online:

Medição da inclinação do telhado

O ângulo de inclinação é medido usando um inclinômetro ou matematicamente.

Inclinômetro- trata-se de um carril com moldura, entre cujas ripas existe um eixo, uma escala de divisão e à qual está fixado um pêndulo. Quando a mira está na posição horizontal, a escala mostra zero graus. Para medir a inclinação do telhado, a haste do inclinômetro é mantida perpendicular à cumeeira, ou seja, no nível vertical. Na escala do inclinômetro, o pêndulo indica a inclinação de uma determinada inclinação do telhado em graus. Este método de medição de encostas tornou-se menos relevante, uma vez que surgiram vários instrumentos geodésicos para medição de encostas, bem como gotejadores e níveis eletrônicos com inclinômetros.

Cálculo matemático da inclinação

• Altura vertical (H) do ponto superior da encosta (geralmente a cumeeira) até o nível da parte inferior (beiral)
• Deitado ( eu ) - distância horizontal do ponto inferior da encosta até o topo

Usando cálculos matemáticos, a inclinação do telhado é encontrada da seguinte forma:

O ângulo de inclinação i é igual à razão entre a altura do telhado H e a fundação eu

eu = H : eu

Para expressar o valor da inclinação em porcentagem, esta relação é multiplicada por 100. A seguir, para saber o valor da inclinação em graus, traduzimos utilizando a tabela de relações localizada acima.

Para ficar mais claro, vejamos um exemplo:

Deixe estar:

Comprimento de assentamento 4,5 m, altura do telhado 2,0 m.

A inclinação é: i = 2,0: 4,5 = 0,44 agora multiplique por × 100 = 44%. Nós traduzimos dado valor de acordo com a tabela em graus e obtemos - 24°.

Inclinação mínima para materiais de cobertura (revestimentos)

Todo proprietário em potencial deve saber como calcular a inclinação do telhado casa de campo ou chalés, porque não só o custo do material da cobertura e trabalho de construção, mas também a segurança de viver. A geometria correta da cobertura permite economizar materiais de construção e criar uma estrutura que evita o acúmulo de camadas de neve e blocos de gelo na cobertura, cujo colapso pode danificar tanto a estrutura quanto os moradores. Portanto, neste artigo apresentaremos métodos para calcular o ângulo de inclinação ideal da encosta.

Existem quatro tipos principais de telhados que podem ser usados ​​em edifícios residenciais. A opção alpendre é adequada para uma extensão ou anexo, mas não fica bem no edifício principal. A única vantagem real deste tipo é consumo mínimo material de cobertura, mas pode haver problemas de segurança. Quase toda a neve caída fica retida na encosta plana, portanto, esses telhados são limpos manualmente subindo a encosta.

Um telhado de duas águas não requer a construção de uma estrutura complexa

A versão em empena, construída com base em duas vertentes, permite criar uma cobertura segura de onde sairão camadas de neve de qualquer espessura. Além do mais, telhado de duas águas parece muito apresentável e não requer a construção de uma moldura complexa. A versão hip e seus derivados são design de quadril com uma estrutura complexa e consumo relativamente baixo de material de cobertura. Nem todos os especialistas são capazes de construir tal estrutura - a abundância de juntas (principalmente na versão sótão ou meio quadril) exige mais habilidade e tempo para montar a cobertura. Afinal, em caso de erro, ele irá fluir, inundando um prédio residencial.

A opção multi-gable é um design multi-inclinação forma complexa. Esta opção só pode ser construída por carpinteiros experientes. Um telhado de duas águas requer mais materiais de construção e tempo, tornando esta opção a mais cara disponível. Além disso, uma forma complicada (tal telhado tem cinco ou mais inclinações) pode decorar e sobrecarregar o exterior de uma casa, criando uma sensação de complexidade excessiva, o que causa irritação em pessoas com gosto arquitetônico delicado.

E se você escolher de acordo com a relação entre a simplicidade do projeto e os cálculos realizados, o volume dos materiais de construção utilizados e a apresentabilidade do exterior, então A melhor opção haverá um telhado de duas águas com duas vertentes. É este projeto que consideraremos ao tentar entender como calcular o ângulo de inclinação do telhado de uma casa de campo ou chalé.

Antes de calcular a geometria ideal do telhado, você deve se familiarizar com o projeto do telhado para compreender o processo e a terminologia envolvida. Isso não levará muito tempo, pois a opção que escolhemos consiste em 7 elementos originais:

1. 1. Mauerlat – toras na base da moldura, que são colocadas sobre uma parede de suporte.
2. 2. Cume - a borda superior do telhado. No nosso caso, não se trata exatamente de um detalhe, mas sim de um local de encontro das inclinações do telhado.
3. 3. Vigas - vigas sob a cumeeira do telhado, colocadas no mesmo nível do mauerlat.
4. 4. Racks - uma viga vertical conectando a cama e a viga de cumeeira (viga sob a borda superior).
5. 5. Vigas - vigas apoiadas no mauerlat e na cumeeira do telhado.
6. 6. Torneamento - ripas longitudinais alternadas colocadas no topo das vigas e formando a base da moldura da inclinação do telhado.
7. 7. Suporte - uma viga colocada perpendicularmente às vigas e esticada até o ponto onde o poste e a viga se encontram.

Na base da moldura existem toras que são colocadas paredes estruturais(mauerlat)

O número total de elementos depende da sua finalidade funcional. Por exemplo, há sempre uma cama perto do telhado e pelo menos duas para o mauerlat. O número de vigas é sempre emparelhado e igual ao número de escoras. Bem, o número de racks é determinado dividindo a soma das vigas por dois. Afinal, existe apenas um suporte para cada par de pernas de caibro. E agora sobre o mais importante - os ângulos do telhado que calculamos são formados pelo plano da base (horizontal) e pela linha das vigas colocadas em ângulo com o mauerlat.

Tecnicamente, a inclinação do telhado pode variar de 0 a 90 graus. No primeiro caso obteremos uma cobertura plana e, no segundo, uma cobertura inclinada (a segunda inclinação deve ser inferior a 90°).

A carga de neve é ​​​​um fator importante na determinação da inclinação do telhado

A geometria da cobertura com duas inclinações e ângulos difere dos valores limites, mas não pode ser nenhuma. O valor possível da inclinação das vigas é determinado sob a influência dos seguintes fatores:

• Carga de vento e neve. A inclinação correta deve ajudar a economizar na construção da estrutura. Afinal, quanto maior a carga, mais vigas, racks e escoras serão necessárias.
• Tipo de cobertura. Cada tipo de material estrutural de cobertura impõe restrições ao valor mínimo e máximo do ângulo calculado.
• Custo dos materiais de construção - quanto menor a inclinação, mais barata é a estrutura. Afinal, se a inclinação do telhado for zero, então a área da inclinação é igual às dimensões da cobertura. E à medida que a inclinação aumenta, a área da encosta também aumenta. E se você escolheu um material de construção caro, a inclinação correta o ajudará a economizar na compra.
• As dimensões da própria estrutura - a altura da cumeeira deve corresponder à distância entre os mauerlats. Caso contrário, você obterá proporções distorcidas e arruinará a estética do exterior da casa.

Além disso, todos os fatores mencionados acima estão inter-relacionados, por isso são considerados apenas como um todo no cálculo da geometria ideal do telhado. Como fazer isso? Falaremos sobre isso a seguir no texto.

O ângulo ideal de inclinação de um telhado de duas águas não deve levar ao aumento das cargas de neve e vento, distorcer o exterior da casa e forçar a compra de mais coberturas e material de construção. Portanto, para determinar seu valor, passaremos sequencialmente por todos os parâmetros mencionados, selecionando tamanho ideal para cada um deles. Depois disso calcularemos a inclinação com base no valor médio e nos limites aceitáveis ​​​​para o material da cobertura.

O ângulo de inclinação ideal de um telhado de duas águas é de cerca de 37 graus

Para cargas de vento, a inclinação ideal é de 0 graus. Neste caso, não acrescenta altura ao edifício. Portanto tudo casas de vários andares tem um telhado plano. Além disso, uma inclinação zero fornece uma área de inclinação mínima. Neste caso, é igual à área do teto (teto ou piso). Para cargas de neve, o ângulo ideal é de 60 graus. Telhados com tais ângulos não acumulam neve nas encostas, o que permite ignorar a carga de neve como tal. Como resultado, a inclinação média na neve e no vento é de 30 graus ((0+60)/2). Este valor está além do valor limite (25 graus), o que permite reduzir a carga de neve calculada em 30 por cento e não aumenta a carga do vento.

O exterior ideal é dado pela relação entre a altura do rack e a distância entre o mauerlat e o piso nas proporções de 3:4 ou 1:1 (no caso de um telhado explorado). Ou seja, a tangente do ângulo de inclinação neste caso será igual a 0,75 (3/4) ou 1,0 (1/1), o que corresponde aos ângulos de 37 e 45 graus. O ângulo médio para o exterior e a carga de vento/neve é ​​de 37,5 graus ((30+45)/2), o que corresponde à proporção ideal de 3:4 (a relação entre a altura da cumeeira e metade da largura do edifício no lado da empena).

Ou seja, o ângulo ideal de inclinação deve ser o mais próximo possível de 37 graus. Além disso, nas regiões nevadas pode ser aproximado de 45 ou mesmo 50°, e nas regiões do sul pode ser reduzido para 30°. Afinal, nevado e carga de vento mesmo na Rússia central a proporção é de 4:1. Em média, cerca de 200-210 quilogramas de neve ou o equivalente a 35-40 quilogramas de prensas eólicas por metro quadrado de estrutura de cobertura. Portanto, neutralizar a neve em nossas latitudes será mais relevante.

Do ponto de vista dos materiais de cobertura, um ângulo de 37° permite a utilização de variedades como feltro de duas camadas (feltro), costuras galvanizadas, telhas macho e fêmea, ardósia na disposição do telhado.

Como você pode ver, neste ângulo você pode escolher um material para todos os gostos e bolsos. Do ponto de vista do aproveitamento racional do espaço, este ângulo também é benéfico na medida em que um sótão disposto no interior da cobertura proporcionará pelo menos 4 metros quadrados área útil por metro de comprimento do leito, e a área da cobertura externa oscilará dentro de 13 m2 por metro de comprimento da cumeeira. Ou seja, 37° também será benéfico com ponto econômico visão.