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Comment calculer correctement l'angle d'inclinaison et la hauteur d'un toit en pente. Pente du toit Pente du toit en ardoise |
Toute maison est couronnée d'un toit - l'une des principales structures du bâtiment qui la protège espaces intérieurs de la pluie et de la neige. L'un des principaux critères de toute toiture est la raideur des pentes. Parce que toit plat est distribué principalement uniquement dans la construction résidentielle et industrielle à plusieurs étages, cette question est particulièrement pertinente pour les propriétaires de maisons privées et de chalets. La quantité de matériau de toiture dépend de la pente du toit, c'est pourquoi le choix de l'angle de pente et ses calculs préliminaires doivent être effectués avant d'acheter du matériau de toiture. Voyons comment déterminer l'angle d'inclinaison d'un toit en pente et son lien avec la conception de l'ensemble de la structure de toiture. Dans cet article Qu'est-ce qui détermine la pente d'un toit ?L'angle du toit affecte directement son caractéristiques de performance. Dans la construction, il existe 4 types de structures de toiture :
La détermination de cette valeur dépend de plusieurs facteurs :
Dans les zones soumises à des charges de vent élevées, il est également dangereux d'installer des toits plats et plats : si la structure est mal fixée, elle peut s'effondrer. Ainsi, dans les zones soumises à des vents forts, la pente de toit recommandée est comprise entre 25 et 30°. Dans les régions où il tombe une quantité importante de neige pendant la saison froide, un toit pentu présente au contraire des avantages. La neige ne s'y accumule pas. À un angle inférieur, la neige restera plus longtemps sur le toit, créant une charge supplémentaire sur le système de chevrons.Il n'est pas nécessaire d'équiper un toit pentu : une certaine quantité de neige persiste longtemps sur le toit période hivernale, a propriété utile garder au chaud. Il est toutefois important de calculer la charge exercée par la calotte neigeuse sur la structure afin d’éviter son effondrement.
Angle d'inclinaison minimalUn concept tel que l'angle minimum d'inclinaison du toit est lié au matériau de toiture utilisé. Toutes les toitures sont accompagnées de spécifications techniques qui indiquent, entre autres, clairement les limites de pente d'utilisation. Ces règles ne peuvent être enfreintes, car dans ce cas, le matériau de toiture ne conservera pas ses fonctions et avantages d'origine. Considérons les principaux revêtements de toiture et leurs angles minimaux :
Le respect des règles ci-dessus est extrêmement important, car même une légère violation de celles-ci entraînera la destruction du toit et, éventuellement, des dommages au système de chevrons. Calcul de l'angle d'inclinaisonEn plus de l'angle minimum, il existe angle optimal inclinaison Avec lui, le toit est soumis aux charges minimales possibles du vent, de la neige, etc. Donnons des exemples de ces valeurs optimales :
Le calcul indépendant de l'angle des pentes se résume à un processus géométrique simple, basé sur un triangle. Ses pieds font la hauteur du faîte et la moitié de la largeur de la maison, l'hypoténuse est l'une des pentes. Et l'angle entre l'hypoténuse et la jambe est quantité requise raideur. L'angle du toit est directement lié à la hauteur du faîte. Il existe deux options pour calculer ces valeurs :
Acceptons la notation suivante :
Trouver la tangente angle souhaité selon la formule : tg α =H/L Nous découvrons la valeur de l'angle à partir de la valeur obtenue à partir d'un tableau spécialisé de tangentes.
Nous partons symboles de l'exemple précédent et remplacez les quantités connues dans l'équation suivante : H = L * bronzage α Ainsi, le processus de calcul de l'angle d'inclinaison est beaucoup plus simple et rapide que d'analyser tous les agrégats pour déterminer sa valeur optimale pour une région et un bâtiment particuliers. Du fait qu'un toit en pente repose sur des murs de hauteurs différentes, le calcul d'un angle d'inclinaison donné s'effectue en surélevant simplement l'un des murs de la maison. Nous traçons une perpendiculaire le long du mur L d (la longueur du mur de la maison), partant du point où se termine le petit mur et reposant sur le mur qui a la longueur maximale. Si la longueur du mur de la maison L сд est égale à 10 mètres, alors pour obtenir un angle d'inclinaison de 45 degrés, la longueur du mur L bc doit être égale à 14,08 mètres. ConclusionDans la conception du toit, il est important de trouver l'angle d'inclinaison optimal. important. Ce paramètre dépend d'une évaluation correcte des conditions météorologiques, du choix du matériau de toiture et de la volonté de créer un espace de vie. Sa définition correcte est la clé d’un service de toiture long et réussi dans toutes les conditions météorologiques. Le toit de la maison doit être fiable et beau, et cela est possible grâce à la détermination correcte de son angle d'inclinaison pour un type donné de matériau de toiture. Comment calculer l'angle de pente du toit se trouve dans l'article. But de l'espace sous le toitAvant de calculer l'angle du toit, vous devez décider comment il sera utilisé grenier. Si vous envisagez de le rendre résidentiel, l'angle d'inclinaison devra être grand - pour que la pièce soit plus spacieuse et que les plafonds soient plus hauts. La deuxième solution consiste à tracer une ligne brisée. Le plus souvent, un tel toit est constitué d'un toit à pignon, mais il peut également avoir quatre pentes. C'est juste que dans la deuxième option, le système de chevrons s'avère très compliqué et vous ne pouvez tout simplement pas vous passer d'un concepteur expérimenté, et la majorité préfère tout faire eux-mêmes, de leurs propres mains. Lorsque vous augmentez la pente du toit, il y a quelques points à retenir : Cela ne veut pas dire que les toits à faible pente sont meilleurs. Ils sont moins chers en matériaux - zone plus petite toits, mais ont leurs propres nuances :
Les toits à faible pente ne sont donc pas non plus un cadeau. Conclusion : l'angle d'inclinaison de la toiture doit être calculé de manière à trouver un compromis entre la composante esthétique (la maison doit être harmonieuse), pratique (avec un espace de vie sous le toit) et matérielle (les coûts doivent être optimisés). ). Angle d'inclinaison en fonction du matériau de toitureLe toit d'une maison peut avoir presque n'importe quelle forme - il peut avoir de faibles pentes, il peut avoir des pentes presque verticales. Il est important de calculer correctement ses paramètres - section pieds de chevrons et l'étape de leur installation. Si tu veux t'allonger sur le toit certain type matériau de toiture, il est nécessaire de prendre en compte un indicateur tel que l'angle d'inclinaison maximum et minimum pour un matériau donné. Les angles minimaux sont spécifiés dans GOST (voir tableau ci-dessus), mais les fabricants donnent souvent leurs recommandations, il est donc conseillé de décider d'une marque spécifique au stade de la conception. Le plus souvent, l'angle de la pente du toit est déterminé en fonction de la fabrication des voisins. D'un point de vue pratique, c'est correct - les conditions des maisons voisines sont similaires, et si les toits voisins sont en bon état et ne fuient pas, vous pouvez vous baser sur leurs paramètres. S'il n'y a pas de toits dans le quartier avec le matériau de toiture que vous envisagez d'utiliser, vous pouvez commencer les calculs avec des valeurs moyennes. Ils sont présentés dans le tableau suivant.
Comme vous pouvez le constater, dans la colonne « comment ils font », dans la plupart des cas, il existe une fourchette importante. Il est donc possible de varier apparence bâtiments même avec le même toit. Après tout, en plus de son rôle pratique, la toiture est aussi une décoration. Et lors du choix de l'angle de son inclinaison, la composante esthétique joue un rôle important. Ceci est plus facile à faire dans les programmes permettant d'afficher un objet dans une image tridimensionnelle. Si vous utilisez cette technique, calculez l'angle d'inclinaison du toit en dans ce cas- sélectionnez-le dans une certaine plage. Influence des facteurs climatiquesL'angle du toit dépend de la quantité de neige qui tombe pendant l'hiver dans une région particulière. Les charges de vent sont également prises en compte lors de la conception. Tout est plus ou moins simple. Selon des observations à long terme, l'ensemble du territoire de la Fédération de Russie est divisé en zones présentant la même charge de neige et de vent. Ces zones sont cartographiées et ombrées différentes couleurs, il est donc facile de s'y retrouver. À l'aide de la carte, déterminez l'emplacement de la maison, trouvez la zone et utilisez-la pour déterminer la valeur de la charge de vent et de neige. Calcul des charges de neigeSur la carte charges de neige coûte deux chiffres. Le premier est utilisé lors du calcul de la résistance d'une structure (notre cas), le second est utilisé pour déterminer la flèche admissible des poutres. Encore une fois : lors du calcul de l'angle d'inclinaison du toit, nous utilisons le premier chiffre. La tâche principale du calcul des charges de neige est de prendre en compte la pente du toit prévue. Plus la pente est raide, moins la neige peut y être retenue ; par conséquent, une section transversale de chevrons plus petite ou un pas plus grand pour leur installation seront nécessaires. Pour prendre en compte ce paramètre, des facteurs de correction sont introduits :
Comme le montre la liste des coefficients, la valeur ne change que sur les toits avec un angle d'inclinaison de 25° à 60°. Pour d’autres, cette action n’a aucun sens. Ainsi, pour déterminer la charge de neige réelle sur la toiture prévue, on prend la valeur trouvée sur la carte et on la multiplie par un coefficient. Par exemple, nous calculons la charge de neige pour une maison à Nijni Novgorod, l'angle d'inclinaison du toit est de 45°. D'après la carte, il s'agit de la zone 4, avec une charge de neige moyenne de 240 kg/m2. Un toit avec une telle pente nécessite un ajustement - multipliez la valeur trouvée par 0,7. On obtient 240 kg/m2 * 0,7 = 167 kg/m2. Ceci n'est qu'une partie du calcul de l'angle du toit. Calcul des charges de ventL'effet de la neige est facile à calculer : plus il y a de neige dans la région, plus les charges possibles sont importantes. Prédire le comportement du vent est beaucoup plus difficile. Vous ne pouvez vous fier qu'aux vents dominants, à l'emplacement de la maison et à sa hauteur. Ces données sont prises en compte à l'aide de coefficients lors du calcul de l'angle de pente du toit. La position de la maison par rapport à la rose des vents a grande valeur. Si la maison est située entre des bâtiments plus hauts, les charges de vent seront moindres que si elle se trouve dans un espace ouvert. Toutes les maisons sont divisées en trois groupes selon le type d'emplacement :
Une maison est considérée comme appartenant à une zone donnée si l'environnement spécifié est à une distance d'au moins 30 fois la hauteur de la maison. Par exemple, la hauteur de la maison est de 3,3 mètres. Si à une distance de 99 mètres (3,3 m * 30 = 99 m) il n'y a que de petits maisons à un étage ou des arbres, il est considéré comme appartenant à la zone « B » (même s’il est géographiquement situé dans une grande ville). Selon la zone, des coefficients sont introduits qui prennent en compte la hauteur du bâtiment (indiqué dans le tableau). Ensuite, ils sont utilisés lors du calcul de la charge de vent sur le toit d'une maison.
Par exemple, calculons la charge de vent pour Nijni Novgorod, maison à un étage situé dans le secteur privé - appartient au groupe « B ». En utilisant la carte, nous trouvons la zone de charge de vent - 1, charge de vent pour elle 32 kg/m2. Dans le tableau on retrouve le coefficient (pour les bâtiments de moins de 5 mètres), il est égal à 0,5. Multiplier : 32 kg/m2 * 0,5 = 16 kg/m2. Mais ce n'est pas tout. Il faut également tenir compte des composantes aérodynamiques du vent (dans certaines conditions, il a tendance à s'envoler du toit). En fonction de la direction du vent et de son impact sur la toiture, celle-ci est divisée en zones. Chacun d'eux a des charges différentes. En principe, des chevrons peuvent être installés dans chaque zone différentes tailles, mais ils ne le font pas - c'est injustifié. Pour simplifier les calculs, il est recommandé de prendre les indicateurs des zones G et H les plus chargées (voir tableaux). Les coefficients trouvés sont appliqués à la charge de vent calculée ci-dessus. S'il y a deux coefficients - avec une composante négative et une composante positive, les deux valeurs sont calculées, puis additionnées. Les valeurs trouvées des charges de vent et de neige constituent la base du calcul de la section transversale des pieds des chevrons et du pas de leur installation, mais pas seulement. Charge totale(poids de la charpente + neige + vent) ne doit pas dépasser 300 kg/m2. Si, après tous les calculs, le montant obtenu est supérieur, vous devez soit choisir des matériaux de toiture plus légers, soit réduire l'angle du toit. La fiabilité de tout bâtiment, ainsi que le confort d’y vivre, dépendent principalement de la qualité de la construction de sa toiture. Et l’un des critères de qualité d’une toiture est sa pente. Étant donné que la quantité de matériau de toiture dépend également de sa taille, le choix de l'angle d'inclinaison et ses calculs préliminaires sont effectués avant l'achat du matériau de toiture sélectionné. Qu'est-ce qui l'affecte En fonction de la pente des pentes du toit, les caractéristiques de son fonctionnement dépendent. Il est d'usage de distinguer 4 types de toitures :
Le choix de la valeur de ce paramètre est influencé tout d'abord par facteurs naturels, qui sont typiques d’une zone donnée. Les vents forts exercent la plus grande pression sur les toits élevés. Parce que de tels toits sont dus à grand angle les pentes ont une très grande superficie. Une grande surface a un vent très élevé. En conséquence, la charge sur l'ensemble de la structure du système de chevrons est très élevée. Et si vous décidez d'installer un toit élevé avec une très grande pente, vous devez alors veiller à une fondation très solide. Cependant, dans les zones où vents forts, l'aménagement est dangereux et les toits sont plats. Avec ce type de toiture, la partie inférieure de la pente sera exposée aux hypertension artérielle par vent fort. Et si la fixation du toit est affaiblie, toute la structure peut échouer. Par conséquent, dans les zones où des vents forts surviennent souvent, il est recommandé d'organiser toits en pente avec une inclinaison de 25 à 30 degrés. Si la force du vent est faible, la pente du toit peut être de 30 à 45 degrés. Si dans la zone où la maison est construite, il y a de fortes chutes de neige pendant la saison froide, le toit doit alors être construit avec un angle de pente important. Dans ce cas, le toit surélevé est hors compétition. Sur les toits à forte pente, la neige ne s'attarde pas. C'est pour cette raison que dans tous les pays du Nord les toits des immeubles sont très hauts (Suède, Finlande, Norvège...). Plus la pente du toit est petite, plus la neige tombée restera longtemps sur les pentes. Plus le poids affectera l'ensemble de la structure. Si la conception du système de chevrons est réalisée avec une grande marge de sécurité, alors une certaine couche de neige sur le toit n'est pas mauvaise. Il apporte un peu d'isolation supplémentaire. Cependant, si la conception du système de chevrons de la structure n'est pas conçue pour des charges lourdes, de gros problèmes peuvent survenir. Nous choisissons la pente en fonction du matériau de toiture utilisé Il est révolu le temps où seuls deux types de matériaux de toiture étaient utilisés pour la toiture : les tuiles et l'ardoise. Il existe aujourd'hui un grand nombre de matériaux de toiture ! Chaque matériau a son propre individu spécifications techniques et cela doit être pris en compte lors du calcul de l'angle d'inclinaison requis. Après tout, il peut arriver que le matériau que vous aimez ne soit tout simplement pas adapté à ses paramètres. Angle d'inclinaison minimal Il existe une notion de valeur minimale pour ce paramètre. Ce paramètre est différent pour chaque matériau. Et si l'angle d'inclinaison obtenu à la suite de vos calculs s'avère inférieur à la valeur minimale du matériau de toiture que vous avez choisi, alors vous ne pouvez pas l'utiliser pour la toiture. De nombreux problèmes peuvent survenir à l'avenir si vous enfreignez cette règle :
Il s'agit de valeurs minimales. Je vais vous donner quelques conseils : respectez ces règles. Pour qu’en plein hiver vous n’ayez pas à recouvrir tout le toit. Parlons maintenant des valeurs optimales Si la pluie et la neige surviennent fréquemment dans la région, le toit optimal serait celui dont l'angle d'inclinaison serait de 45 à 60 degrés. Après tout, il est nécessaire de retirer le plus rapidement possible la charge d'eau et de neige du toit. Car la solidité du système de chevrons n’est pas illimitée. Et grâce à la grande pente du toit, la pluie et la neige fondront le plus rapidement possible. S'il y a constamment des vents forts dans la région où la maison est construite, le toit est traité différemment. Avec une inclinaison plus petite, sa dérive diminue. Et il n'y a pas de charges excessives sur les matériaux de toiture et les chevrons. De plus, le toit ne sera pas arraché lors de rafales de vent soudaines. Dans ce cas, l'angle optimal de pente du toit est de 9 à 20 degrés. Très souvent, il y a de la neige et du vent dans la région. Par exemple, la région d'Orenbourg. Dans ce cas, choisissez la valeur moyenne de l'angle d'inclinaison. En règle générale, sa valeur est comprise entre 20 et 45 degrés. Si vous remarquez, la plupart toits en pente ont exactement cette signification. Nous calculons sa valeur Pour une seule pente Puisqu'un toit en pente repose sur des murs de hauteurs différentes, la formation d'un angle d'inclinaison donné s'effectue en surélevant simplement l'un des murs. Nous traçons une perpendiculaire L d le long du mur, partant du point où se termine le petit mur et reposant sur le mur qui a la longueur maximale. Le résultat est un triangle rectangle. Si la longueur du mur L сд est égale à 10 mètres, alors pour obtenir un angle d'inclinaison de 45 degrés, la longueur du mur L bc doit être égale à 14,08 mètres. Pour pignon Principe de calcul pour toit à pignon similaire au principe précédent. Regardons un exemple Le pied C fait la moitié de la largeur du bâtiment. Le pied a est la hauteur du plafond au faîte. L'hypoténuse est la longueur de la pente. Si nous connaissons deux paramètres, l'angle d'inclinaison peut être facilement calculé à l'aide d'une calculatrice. Si la largeur est de 8 et la hauteur de 10 mètres, alors vous devez utiliser la formule : Largeur c = 8/2 = 4 mètres. En conséquence, la formule ressemble à ceci : cosA = 4/10 = 0,4 A l'aide des tables de Bradis, on trouve la valeur de l'angle auquel correspond une valeur de cosinus donnée. Elle est égale à 66 degrés. Pour les hanches Et encore une fois, on ne peut pas se passer de la roulette et des tables Bradis. Connaissant plusieurs paramètres, vous pouvez facilement en calculer d’autres. Y compris l'angle d'inclinaison du toit en croupe. Il ne faut pas oublier que toutes les dimensions doivent être prises aussi précisément que possible. Et cela aidera à mesurer la pente d'un toit déjà construit outil spécial— inclinomètre. Après tout, si vous faites une erreur, les angles d'inclinaison, de longueur et de surface peuvent ne pas être corrects. Cela signifie que vous ferez une erreur dans la quantité de matériau nécessaire ou que la résistance du toit sera inférieure à celle prévue. Regardez une vidéo sur la pente des rampes.
Sergey Novozhilov - expert en matériaux de toiture avec 9 ans d'expérience travaux pratiques dans le domaine des solutions d'ingénierie dans la construction. |
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