Расчет стропильной системы крыши – Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Содержание

как рассчитать площадь, длину стропил и расстояние между ними

Стропильная система — это основная часть крови, которая воспринимает все нагрузки, действующие на крышу, и противостоит им. Чтобы обеспечить качественное функционирование стропил, требуется правильный расчёт параметров.

Как рассчитать стропильную систему

Чтобы сделать расчёт применяемых в стропильной системе материалов своими силами, представлены упрощённые расчётные формулы с целью повысить прочность элементов системы. Данное упрощение увеличивает количество применяемых материалов, но если крыша имеет небольшие габариты, то такое увеличение будет незаметным. Формулы позволяют рассчитать следующие виды крыш:

односкатные;
двускатные;
мансардные.

Срок службы крыши во многом зависит от правильного расчёта

Видео: расчёт стропильной системы

Расчёт нагрузки на стропила двускатной крыши

Для постройки наклонной кровли необходим несущий прочный каркас, к которому будут крепиться все остальные элементы. При разработке проекта выполняется расчёт требуемой длины и площади поперечного сечения стропильного бруса и других частей стропильной системы, на которые будут действовать переменная и постоянная нагрузки.

Для расчёта системы нужно учитывать особенности местного климата

Нагрузки, которые действуют постоянно:

масса всех элементов конструкции крыши, таких, как кровельный материал, обрешётка, гидроизоляция, теплоизоляция, внутренняя обшивка чердака или мансарды;
масса оборудования и различных предметов, которые крепятся стропилам внутри чердака или мансарды.

Переменные нагрузки:

нагрузка, создаваемая ветром и выпавшими осадками;
масса работника, который выполняет ремонт или очистку.

К переменным нагрузкам также относятся сейсмическая нагрузка и другие виды особых нагрузок, которые предъявляют дополнительные требования к конструкции кровли.

От ветровой нагрузки зависит угол наклона ската

В большинстве областей Российской Федерации остро стоит проблема снеговой нагрузки — стропильная система должна воспринимать выпавшую массу снега без деформации конструкции (требование наиболее актуально к односкатным крышам). При уменьшении угла наклона крыши снеговая нагрузка возрастает. Обустройство односкатной крыши с близким к нулевому углом наклона требует установку стропил, имеющих большую площадь поперечного сечения, с маленьким шагом. Также постоянно потребуется выполнять её очистку. Это относится и к крышам с углом наклона до 25^о.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: S = Sg × µ, где:

Sg — масса снегового покрова на плоской горизонтальной поверхности размером 1 м². Значение определяется согласно таблицам в СНиП «Стропильные системы» исходя из требуемой местности, в которой ведётся строительство;
µ — коэффициент, учитывающий угол наклона ската кровли.

При угле наклона до 25⁰ значение коэффициента составляет 1,0, от 25^о до 60^о — 0,7, свыше 60^о — значение снеговых нагрузок в расчётах не участвует.

Количество осадков влияет на расчёт крыши

Ветровая нагрузка рассчитывается по формуле: W = Wo × k, где:

Wo — величина ветровой нагрузки, определяемая согласно табличным значениям, учитывая характер местности, где ведётся строительство;
k — коэффициент, который учитывает высоту постройки и характер местности.

При высоте постройки, равной 5 м, значение коэффициентов составляет kА=0,75 и kБ=0,85, 10 м — kА=1 и kБ=0,65, 20 м — kА=1,25 и kБ=0,85.

Сечение стропила на крышу

Рассчитать размер стропильного бруса не составляет труда, если учесть следующий момент — кровля это система треугольников (относится ко всем видам кровли). Располагая габаритными размерами здания, значением угла наклона крыши или высоты конька и используя теорему Пифагора, определяется размер длины стропил от конькового бруса до наружного края стены. К этому размеру прибавляется длина карниза (в случае, когда стропила выступают за стену). Иногда карниз делается за счёт монтажа кобылок. Рассчитывая площадь крыши, значения длин кобылок и стропил суммируются, что позволяет вычислить необходимое количество кровельного материала.

Сечение бруса для стропил зависит от многих параметров

Для определения сечения применяемого бруса при возведении любого типа кровли, в соответствии с требуемой длиной стропила, шагом его установки и другими параметрами, лучше всего применять справочники.

Диапазон размеров стропильного бруса лежит в пределах от 40х150 до 100х250 мм. Длина стропила определяется углом наклона и расстоянием между стенами.

Увеличение наклона крыши влечёт за собой увеличение длины стропильного бруса, и, соответственно, увеличение площади поперечного сечения бруса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую прочность конструкции. В то же время уровень снеговой нагрузки снижается, а это значит, что устанавливать стропила можно с большим шагом. Но увеличивая шаг, вы увеличиваете общую нагрузку, которая будет воздействовать на стропильный брус.

Делая расчёт, обязательно учитывайте все нюансы, такие, как влажность, плотность и качество пиломатериалов, если строится кровля из дерева, толщину применяемого проката — если кровля из металла.

Основной принцип расчётов заключается в следующем — величина нагрузки, действующей на крышу, определяет размер сечения бруса. Чем больше сечение, тем прочнее конструкция, но тем больше и её общая масса, а соответственно больше нагрузка на стены и фундамент здания.

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса. Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов.

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

расчётная нагрузка;
сечение бруса;
характеристика кровли;
угол наклона крыши;
ширина материала утеплителя.

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

Выбирается оптимальный шаг установки.
Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
Полученное число округляется до целого.
Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Для того чтобы высчитать требуемое количество стропил, необходимо учесть межосевое расстояние между ними.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90^о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (L_дд+2×L_фс) × (L_c+L_кс), где:

L_дд – длина стены;
L_фс – длина свеса фронтона;
L_c – длина стропильного бруса;
L_кс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м².

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м².

Если в качестве кровельного материала используется черепица или мягкое покрытие в рулонах, то длина скатов станет на 0,6–0,8 м меньше.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.

Видео: стропильная система двускатной крыши

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Как рассчитать длину стропил вальмовой крыши

Несмотря на разнообразие типов крыш, их конструкция состоит из одних и тех же элементов стропильной системы. Для крыш вальмового типа:

Коньковая опорная балка или коньковый брус — является несущим элементом конструкции кровли вальмового типа. К нему выполняется крепление диагональных стропил. Длина бруса рассчитывается по формуле: L_конька= L — D, где L и D равны длине и ширине сторон здания.
Центральное стропило — брус, который располагается по краю стропильной системы и формирует угол наклона фронтонного ската крыши. Верхним краем упирается в коньковый брус. Длина центральных стропил рассчитывается по формуле: L_{центр.стропил} = h² + d², где h — высота конька, а d — расстояние от торца конька до стены.
В вальмовой крыше есть несколько типов стропил
Промежуточные или рядовые стропила — образуют поверхность трапециевидного ската. Устанавливаются согласно рассчитанному шагу. Длина рядовых стропил рассчитывается по аналогичной формуле для центральных стропил.
Диагональные стропила (боковые, рёбра, накосные или угловые стропила) — стропильный брус, который верхним краем упирается в торец конька, а нижней частью — в угол дома. Диагональные стропила обуславливают форму скатов кровли. Длина диагональных стропил рассчитывается по формуле: L_{диаг. стропил}=√(L²+d²), где L — длина центрального стропила, а d — расстояние от нижней части стропильного бруса до угла дома.
Для строительства вальмовой крыши нужно расчитать размеры каждого стропила в отдельности
Нарожники или короткие стропила — короткий стропильный брус, который верхним концом монтируется к диагональному стропилу и формирует угловую часть трапециевидного ската. Длина нарожников рассчитывается по следующим формулам:
- первый нарожник L₁= 2L/3, где L — длина промежуточного стропила;
- следующий нарожник L₂= L/3, где L — длина промежуточного стропила.
Расчёт необходимого удлинения стропил для образования свеса карниза выполняется по формуле DL = k/cosα, где k — расстояние от края свеса карниза до стены, cosα – косинус угла наклона кровли.
Угол наклона рядовых стропил определяется по формуле Β = 9^о— α, где α – угол наклона ската кровли.

Видео: стропильная система вальмовой крыши

Что влияет на угол наклона стропил

Например, наклон односкатной кровли равен порядка 9–20^о, и зависит от:

типа кровельного материала;
климата в регионе;
функциональных свойств строения.

В случае, когда у кровли имеется два, три или четыре ската, то кроме географии строительства влияние будет оказывать и назначение чердачного помещения. Когда назначение чердака будет состоять в хранении различного имущества, то большая высота не требуется, а в случае использования в качестве жилого помещения потребуется оборудование высокой крыши с большим углом наклона. Отсюда и вытекает:

внешний вид фасадной части дома;
применяемый материал кровли;
влияние погодных условий.

Естественно, что для местности с сильным ветром оптимальным выбором будет крыша с малым углом наклона — для снижения ветровой нагрузки на конструкцию. Это относится и к регионам с жарким климатом, где зачастую количество осадков минимально. В областях с большим количеством осадков (снег, град, дождь) требуется максимальный угол наклона кровли, который может составлять до 60^о. Такая величина угла наклона минимизирует снеговую нагрузку.

Угол наклона ската любой крыши во многом зависит от особенностей климата

В итоге для правильного расчёта угла наклона кровли требуется учитывать все вышеуказанные факторы, поэтому расчёт будет вестись в диапазоне величин от 9^о до 60о^.Очень часто результат расчётов показывает, что идеальный угол наклона лежит в пределах от 20^о до 40^о. При этих значениях допускается применение почти всех типов кровельных материалов — профнастила, металлочерепицы, шифера и прочих. Но следует учесть, что каждый кровельный материал также имеет свои требования к конструкции крыш.

Не имея в распоряжении размеров стропил нельзя начать возведение крыши. Отнеситесь к данному вопросу со всей серьёзностью. Не ограничивайтесь только расчётами стропильной системы, выбором её конструкции и определением действующих нагрузок. Строительство дома является цельным проектом, в котором все взаимосвязано. Ни в коем случае не следует рассматривать по отдельности такие элементы, как фундамент, несущая конструкция стен, стропила, кровля. Качественный проект обязательно учитывает все факторы комплексно. И если планируется строительство жилья для собственных нужд, то лучшим решением станет обращение к специалистам, которые решат насущные вопросы и выполнят проектирование и строительство без ошибок.

kakpostroit.su

Расчет стропильной системы двухскатной крыши, а также шаг стропил данной конструкции

Двускатная крыша образуется на базе каркаса, сочетающего в себе элементарность устройства и непревзойдённую надёжность. Но этими достоинствами костяк кровли в два прямоугольных ската может похвастаться только в случае тщательной подборки стропильных ног.

Параметры стропильной системы двускатной крыши

К расчётам стоит приступать, если вы понимаете, что стропильная система двускатной кровли — это комплекс треугольников, самых жёстких элементов каркаса. Они собираются из досок, размер которых играет особую роль.

Длина стропил

Определить длину прочных досок для стропильной системы поможет формула a²+b²=c², выведенная Пифагором.

Длину стропила можно найти, зная ширину дома и высоту крыши

Параметр «a» обозначает высоту и выбирается самостоятельно. Он зависит от того, будет ли подкровельное пространство жилым, также имеет определённые рекомендации, если планируется мансарда.

За буквой «b» стоит ширина здания, разделённая надвое. А «c» представляет собой гипотенузу треугольника, то есть длину стропильных ног.

Допустим, что ширина половины дома равна трём метрам, а крышу решено сделать высотой два метра. В этом случае длина стропильных ног будет достигать 3,6 м (c=√a²+b²=4+√9=√13≈3,6).

К цифре, полученной из формулы Пифагора, следует приплюсовать 60–70 см. Лишние сантиметры понадобятся, чтобы вынести стропильную ногу за стену и сделать необходимые запилы.

Шестиметровое стропило — самое длинное, поэтому подходит в качестве стропильной ноги

Максимальная длина бруса, используемого в качестве стропильной ноги, – 6 м. Если требуется прочная доска большей длины, то прибегают к приёму сращения — прибиванию к стропильной ноге отрезка от ещё одного бруса.

Сечение стропильных ног

Для различных элементов стропильной системы существуют свои стандартные размеры:

10х10 или 15х15 см — для бруса мауэрлата;
10х15 или 10х20 см — для стропильной ноги;
5х15 или 5х20 см — для прогона и подкоса;
10х10 или 10х15 см — для стойки;
5х10 или 5х15 см — для лежня;
2х10, 2,5х15 см — для обрешётин.

Толщина каждой детали несущей конструкции кровли обусловливается нагрузкой, которую ей предстоит испытывать.

Брус сечением 10х20 см идеально подходит для создания стропильной ноги

На сечение стропильных ног двускатной кровли влияет:

нагрузка на кровельные скаты;
тип строительного сырья, ведь «выдержка» бревна, обычных и клеёных брусов разнится;
длина стропильной ноги;
вид древесины, из которой были выстроганы стропила;
протяжённость просвета между стропильными ногами.

Наиболее существенно на сечении стропильных ног сказывается шаг стропил. Увеличение расстояния между брусьями влечёт за собой усиление давления на несущую конструкцию кровли, а это обязывает строителя использовать толстые стропильные ноги.

Таблица: сечение стропил в зависимости от длины и шага

Переменное воздействие на стропильную систему

Давление на стропильные ноги бывает постоянным и переменным.

Время от времени и с разной интенсивностью на несущую конструкцию крыши воздействуют ветер, снег и атмосферные осадки. В общем, скат кровли сравним с парусом, который под напором природных явлений может порваться.

Ветер стремится опрокинуть или приподнять крышу, поэтому важно произвести все расчёты правильно

Переменная ветровая нагрузка на стропила определяется по формуле W = Wo × k x c, где W — это показатель ветровой нагрузки, Wo — значение ветровой нагрузки, характерной для определённого участка России, k — поправочный коэффициент, обусловливаемый высотой сооружения и характером местности, а c — аэродинамический коэффициент.

Аэродинамический коэффициент может колебаться в рамках от -1,8 до +0,8. Минусовое значение характерно для поднимающейся крыши, а плюсовое — для кровли, на которую ветер давит. При упрощённом расчёте с ориентацией на улучшение прочности аэродинамический коэффициент считают равным 0,8.

Расчёт ветрового давления на крышу основывается на местонахождении дома

Нормативное значение ветрового давления узнают по карте 3 приложения 5 в СНиП 2.01.07–85 и специальной таблице. Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, тоже стандартизован.

Таблица: нормативное значение ветрового давления

Таблица: значение коэффициента k

На ветровой нагрузке отражается не только местность. Большое значение имеет зона расположения жилья. За стеной из высоких зданий дому почти ничего не грозит, но на открытом пространстве ветер может стать для него серьёзным врагом.

Снеговая нагрузка на систему стропил вычисляется по формуле S = Sg × µ, то есть вес снежной массы на 1 м² умножается на поправочный коэффициент, на значении которого отражается степень наклона кровли.

Вес снегового пласта указан в СНиП «Стропильные системы» и определяется типом местности, где построено здание.

Снеговая нагрузка на крышу зависит от того, где расположен дом

Поправочный коэффициент, если скаты кровли кренятся менее чем на 25°, приравнивается к единице. А в случае наклона крыши на 25–60° этот показатель уменьшается до 0,7.

Когда крыша наклонена более чем на 60 градусов, снеговую нагрузку сбрасывают со счетов. Всё-таки с крутой кровли снег скатывается быстро, не успевая оказать негативного влияния на стропила.

Постоянные нагрузки

Нагрузками, воздействующим беспрерывно, считают вес кровельного пирога, включая обрешётку, утеплитель, плёнки и отделочные материалы для обустройства мансарды.

Кровельный пирог создаёт постоянное давление на стропила

Вес кровли — это сумма веса всех материалов, использованных при строительстве крыши. В среднем он равен 40–45 кг/м.кв. По правилам на 1 м² стропильной системы не должно приходиться более 50 кг веса кровельных материалов.

Чтобы в прочности стропильной системы совсем не осталось сомнений, к расчёту нагрузки на стропильные ноги стоит добавлять 10%.

Таблица: вес кровельных материалов на 1 м²

Количество брусьев

Сколько стропил понадобится для обустройства каркаса двускатной кровли, устанавливают, разделив ширину крыши на шаг между брусьями и прибавив к полученному значению единицу. Она обозначает добавочное стропило, которое потребуется поставить на край кровли.

Допустим, между стропилами решено оставлять по 60 см, а длина крыши составляет 6 м (600 см). Получается, что необходимо 11 стропил (с учётом добавочного бруса).

Стропильная система двускатной крыши — это конструкция из определённого количества стропил

Шаг брусьев несущей конструкции кровли

Чтобы определить расстояние между брусьями несущей конструкции кровли, следует обратить пристальное внимание на такие моменты, как:

вес кровельных материалов;
длина и толщина бруса — будущей стропильной ноги;
градус наклона кровли;
уровень ветровой и снеговой нагрузок.

Через 90–100 см стропила принято располагать в случае выбора лёгкого кровельного материала

Нормальным для стропильных ног считается шаг в 60–120 см. Выбор в пользу 60 или 80 см делают в случае строительства кровли, наклоненной на 45˚. Таким же маленьким шаг должен быть при желании покрыть деревянный каркас крыши тяжёлыми материалами вроде керамической черепицы, асбоцементного шифера и цементно-песчаной плитки.

Таблица: шаг стропил в зависимости от длины и сечения

Формулы расчёта стропильной системы двускатной крыши

Расчёт стропильной системы сводится к установлению давления на каждый брус и определению оптимального сечения.

При расчёте стропильной системы двускатной кровли действуют следующим образом:

По формуле Qr=AxQ узнают, какова нагрузка на погонный метр каждой стропильной ноги. Qr — это распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги, выраженная в кг/м, A — расстояние между стропилами в метрах, а Q — суммарная нагрузка в кг/м².
Переходят к определению минимального сечения бруса-стропила. Для этого изучают данные таблицы, занесённой в ГОСТ 24454–80 «Пиломатериалы хвойных пород. Размеры».
Ориентируясь на стандартные параметры, выбирают ширину сечения. А высоту сечения вычисляют, используя формулу H ≥ 8,6·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), если уклон крыши α < 30°, или формулу H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг)), когда уклон крыши α > 30°. H — это высота сечения в см, Lmax — рабочий участок стропильной ноги максимальной длины в метрах, Qr — распределённая нагрузка на погонный метр стропильной ноги в кг/м, B — ширина сечения см, Rизг — сопротивление древесины на изгиб, кг/см². Если материал произведён из сосны или ели, то Rизг может быть равен 140 кг/см² (1 сорт древесины), 130 кг/см² (2 сорт) или 85 кг/см² (3 сорт). Sqrt — это квадратный корень.
Проверяют, соответствует ли величина прогиба нормативам. Она не должна быть больше цифры, которая получается в результате деления L на 200. Под L понимается длина рабочего участка. Соответствие величины прогиба соотношению L/200 выполнимо только при верности неравенства 3,125·Qr·(Lmax)³/(B·H³) ≤ 1. Qr обозначает распределённую нагрузку на погонный метр стропильной ноги (кг/м), Lmax — рабочий участок стропильной ноги максимальной длины (м), B — ширину сечения (см), а H — высоту сечения (см).
Когда выше представленное неравенство нарушается, показатели B и H увеличивают.

Таблица: номинальные размеры толщины и ширины пиломатериала (мм)

Пример расчёта несущей конструкции

Предположим, что α (угол наклона крыши) = 36°, A (расстояние между стропилами) = 0,8 м, а Lmax (рабочий участок стропильной ноги максимальной длины) = 2,8 м. В качестве брусьев используется материал из сосны первого сорта, а это значит, что Rизг = 140 кг/см².

Для покрытия кровли выбрана цементно-песчаная черепица, и поэтому вес крыши составляет 50 кг/м². Суммарная нагрузка (Q), которую испытывает каждый квадратный метр, равна 303 кг/м². А для строительства стропильной системы используются брусья толщиной 5 см.

Отсюда вытекают следующие вычислительные действия:

Qr=A·Q= 0,8·303=242 кг/м — распределённая нагрузка на погонный метр бруса-стропила.
H ≥ 9,5·Lmax·sqrt(Qr/B·Rизг).
H ≥ 9,5·2,8·sqrt(242/5·140).
3,125·Qr·(Lmax)³/B·H³ ≤ 1.
3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³= 0,61.
H ≥ (примерная высота сечения стропила).

В таблице стандартных размеров нужно найти высоту сечения стропил, близкую к показателю 15,6 см. Подходящим является параметр, равный 17,5 см (при ширине сечения в 5 см).

Эта величина вполне соответствует показателю прогиба в нормативных документах, и это доказывается неравенством 3,125·Qr·(Lmax)³/B·H³ ≤ 1. Подставив в него значения (3,125·242·(2,8)³ / 5·(17,5)³), получится обнаружить, что 0,61 < 1. Можно сделать вывод: сечение пиломатериала выбрано верно.

Видео: подробный расчёт стропильной системы

Расчёт стропильной системы двускатной крыши — это целый комплекс вычислений. Чтобы брусья справились с возлагаемой на них задачей, строителю нужно безошибочно определить длину, количество и сечение материала, узнать нагрузку на него и выяснить, каким должен быть шаг между стропилами.

legkovmeste.ru

стропила двускатной кровли, площадь, нагрузка

Содержание:

Важность точной проектировки стропильной конструкции объясняется тем, что в случае обнаружения каких-то погрешностей исправить их на высоте довольно непросто. Сам по себе расчет стропил двухскатной крыши не представляет особой сложности.

Особенности конструкции двухскатной стропильной системы

Каркас состоит из следующих элементов:

Мауэрлат. Своего рода основание кровельной системы. Обычно имеет вид горизонтального бруса, служащего опорой для стропил.
Конек.
Наклонные балки и стропилины.
Вертикальные стойки.
Обрешетка и прочие элементы, делающие каркас более жестким.

Двухскатная крыша стандартного и ломаного типа

Стандартная двухскатная стропильная конструкция включает в себя пару наклонных прямоугольных плоскостей. Боковые торцы здесь ровные, их называют фронтонами. Это один из самых простых вариантов крыши, который может осилить даже человек с небольшим опытом кровельных работ.

Для ломанной крыши характерна несколько иная структура. Верхнюю, более пологую часть крыши тут размещают под углом в 30 градусов, а нижнюю, крутую – под углом 60 градусов. На ломанной поверхности практически не скапливается снег и лед, что очень удобно для снежных регионов. Кроме того, мансардное помещение здесь намного обширнее и просторнее. Нижняя часть ломанной кровли обычно оснащается мансардными окнами: при таком расположении они более защищены от затеканий влаги, чем на пологих скатах.

Ломанную стропильную систему удобнее всего применять на постройках шириной 6-8 м. Сборка ломанного профиля проводится на земле, а для обрезки стоек и стропил используются шаблоны.

Расчет двухскатной стропильной системы

Начиная работать над проектом, первым делом определяют полезную площадь мансарды: это позволит определить оптимальную высоту вертикальных стоек. От мансарды в таком случае лучше не отказываться, так как она делает дом намного комфортнее и уютнее.

Расчет наклона скатов

Далее проводится расчет угла наклона кровли. Здания со стандартной шириной 6-8 м с наклоном скатов в 45 градусов оставляют слишком мало жилого пространства на мансардном этаже. Угол в 60 градусов является здесь наиболее оптимальным, хотя в этом случае стоимость работы возрастет. Также важно взять на заметку, что на скатах с углом наклона больше 45 градусов для кровли можно использовать практически любой материал.

Иногда встречается изначальное асимметричный расчет стропил двускатной крыши, что позволяет отвоевать на чердаке больше места под мансарду. Определяясь с углом наклона двухскатной крыши, обязательно учитывают степень ветровых и снеговых нагрузок в данной местности. Чем больше уклон скатов – тем больше материала уходит на их обустройство, при возрастании эксплуатационных характеристик такой конструкции. Для придание оригинальности допускается использование неравных углов уклона: в таком случае приходится столкнуться с целым рядом трудностей, поэтому именно симметричная крыша является наиболее надежным вариантом.

Какие стропила лучше

Двухскатные крыши могут оснащаться двумя видами стропил:

Висячие. Эта стропильная система предусматривает использование в качестве опоры только боковых стен здания: такие стропила как-бы висят. С точки зрения архитектурных нормативов такое положение вещей считается неправильным, так как крыша начинает оказывать на стены распирающую нагрузку. Как результат, появляется реальная угроза их деформации и перекоса. Чтобы гармонично распределить эти нагрузки, приходится применять дополнительные страховочные элементы в виде затяжек, бобок и укосов.
Что касается преимуществ висячих стропил, то прежде всего стоит сказать о простоте их установки, так как сложные узлы и элементы здесь отсутствуют. Стропильная система данного типа отличатся высокой степенью жесткости. Однако в регионах с сильными ветрами висячие стропила лучше не использовать.
Наслонные. Внутри этой системы имеется внутренняя опорная перегородка, установленная строго по центру здания в продольном направлении. Она служит упором для всей кровельной конструкции и является обязательным элементом для массивных тяжелых крыш.

Как распределить по площади нагрузку на стропила

При расчете стропильной системы двухскатной крыши важно добиться максимально правильного перераспределения нагрузок всех стропилин на балки перекрытия. При необходимости, стропила дополнительно усиливают накладками. Еще один вариант — использовать для их изготовления брус с большим сечением. Проект может содержать также наклонные стойки, выполняющие роль усиления стропил. Для усиления фермы остроконечной крыши допускается использование бабки – центральной стойки, соединяющей между собой потолочную и коньковую балки.

Важно также добиться хорошей устойчивости кровли по отношению к климатическим воздействиям. Именно это является причиной наличия для каждой местности характерных только для нее форм кровельных конструкций. Это объясняется постепенным накапливанием определенных строительных традиций на протяжении не одной сотни лет. Исходя из этого, опираться стоит на опыт именно своего региона: нередко бывает так, что понравившийся внешне проект на практике показывает свою полную непригодность в условиях местного климата.

Учет ветровой нагрузки

Из-за ветра крыша переживает боковую нагрузку, причем ветровой поток разделяется на два ответвления – верхнее и нижнее. Все эти нюансы требуют обязательного учета, иначе крыша долго не прослужит. Бывает так, что ветер может даже сорвать крышу, или серьезно ее повредить. В таком случае небольшой ремонт не поможет, поэтому лучше всего заранее обезопасить себя от финансовых потерь.

Специально для этих целей в строительном обиходе имеется такой термин – аэродинамический коэффициент крыши. Это параметр находится в прямой зависимости от степени уклона кровельных скатов. По мере возрастания угла наклона увеличивается также ветровая нагрузка, что может привести к опрокидыванию конструкции. При уменьшении угла снижается и боковая нагрузка на кровлю, однако в таком случае ветер начинает давить снизу на карнизы. При значительной подъемной силе крышу может сорвать, наподобие тому, как сильный ветер вырывает зонт из рук прохожего. Беря в учет данные соображения, крыши в регионах с сильными ветрами стараются делать пологими, с минимальной длиной карниза. Висячие стропила в таких случаях не используют.

Кроме непосредственного влияния ветра, подобные районы опасны также тем, что кровля переживает частые механические воздействия со стороны падающих веток и прочих предметов. При чем высокие крыши подвержены подобным нагрузкам в большей мере. При появлении царапин на металлическом кровельном материале запускается в действие процесс коррозии, поэтому его в подобных регионах лучше не применять. Также следует учесть, что при укладке мауэрлата рекомендуется делать определенный отступ от края наружной стены, во избежание срыва его сильными порывами ветра.

Учет снеговой нагрузки

Со стороны снежного покрова на площадь стропильной системы также оказывается довольно серьезное давление. Особенно это касается северных районов со значительными снегопадами, которые способны даже проламывать слишком пологие крыши. Этот момент также необходимо учитывать, работая над проектом кровельной конструкции.

Довольно сложно выбрать наиболее оптимальный вариант надежной крыши в регионах с частой переменой погоды. Частое выпадение снега с последующим его таянием и замерзанием воды негативно сказывается на кровельном материале любого типа. Это может даже приводить к деформациям всей стропильной конструкции, разрушать гидроизоляционный и утепляющий материал. Как результат – влага начинает попадать внутрь чердачного помещения, а затем – в жилище: последствия от таких неприятных моментов в дополнительном описании не нуждаются.

При расчете стропильной системы двускатной крыши в снежных регионах стараются максимально увеличить крутизну скатов, что даст возможность снегу не задерживаться на поверхности. В этом случае лучше отказаться от сложных вычурных проектов в пользу простых надежных конструкций, на которых можно применить значительный уклон. Дополнительно поверхность крыш в снежных регионах нередко оснащается снегозадержателями или системой подогрева (последний вариант приемлем только для металлических поверхностей).

Использование специальных программ

Человеку, не имеющему архитектурного образования, довольно сложно правильно составить проект кровельной системы. Однако предварительный набросок сделать вполне возможно. Кроме того, для составления эскизов и расчетов можно воспользоваться помощью специальных 3Д-программ.

kryshadoma.com

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: устройство, виды, онлайн программы

Чтобы составить проект, нужно провести определенные расчеты. Только так можно понять, сколько нужно материала, какие конструкции будут использоваться и сколько времени понадобится на строительство. А как проводится расчет стропильной системы двухскатной крыши? Какие основные параметры нужно высчитать до составления проекта? Об этом и пойдет речь в статье.

Особенности устройства двускатной стропильной системы

Прежде чем приступить к рассказу о том, как сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой тип используется давно и до сих пор является лидером по популярности. Двухскатной крыше присущие как преимущества, которых несомненно больше, так и свои недостатки.

Преимущества

Своим широким распространением подобный тип кровли обязан своим плюсам. К таковым специалисты относят следующее:

Обустройство чердачного помещения двускатного крова

в первую очередь – это большое чердачное пространство. Здесь можно разместить любое вентиляционное или другое оборудование. А если дополнительно утеплить кровлю, то из чердака можно сделать дополнительную жилую площадь. Плюс ко всему, владелец дома может сделать ломаный вариант двухскатной крыши. В этом случае свободного пространства на чердаке станет еще больше;
у подобной конструкции две наклонной плоскости. Если правильно подобрать угол, то на кровле не будет скапливаться снег, а во время дождя вода будет быстро уходить. Это значительно облегчает уход за кровлей и уменьшает риск возникновения течи;
двухскатная крыша легко возводится. Конечно, тут нужны определенные навыки. Но если сравнивать ее с четырехскатным вариантом, проблем с монтажом гораздо меньше;
еще один плюс – это удобство ремонта. Так как мало изгибов и переломов, заменить поврежденный лист шифера или профлиста не составит большого труда.

Кроме того, стоимость двухскатной крыши будет дешевле, чем у вальмовой или четырехскатной. Это происходит за счет того, что при монтаже остается мало «обрезков» кровельного материала. Также меньше затрат требует и сама стропильная система.

Недостатки

Ни смотря на все плюсы, и у двухскатной крыши есть свои недостатки. В первую очередь стоит упомянуть «несовременный» внешний вид. Обычная двухскатная кровля придает дому «деревенское» обличие.

Водосточная система двускатной крыши

Кроме этого среди недостатков специалисты отмечают следующее:

такая конструкция подвергается большим ветровым нагрузкам. У крова два ската и два фронтона, все это становится препятствием для воздушных потоков. В этом плане двускатный вариант смотрится хуже, чем вальмовый;
также к минусам можно причислить то, что нет возможности сделать водосточную систему по кругу. В связи с этим, с торцов дома необходимо делать большие свесы, чтобы струи воды не размывали стены и фундамент.

Также стоит помнить одну особенность, чем больше площадь дома, тем больше материалов вам понадобится для крыши. При этом расходы будут расти непропорционально быстрее, чем полезное пространство нового строения. Но, не смотря на все немногочисленные минусы, двухскатная крыша все равно остается самой востребованной.

Определяемся с видом конструкции стропильной системы двускатной крыши

Подобный вариант крови используется уже давно. За многие столетия люди придумали множество вариантов стропильной системы двухскатной крыши. Каждый из них подходит для определенного случая. Поэтому, прежде чем приступить к расчетам основных параметров крыши, нужно определиться с конструкцией стропильной системы. Самыми распространенными считаются наслонная и висячая. Рассмотрим их поподробнее.

Конструкция наслонных стропил двускатной крыши дома

Наслонные стропила

Если дом большой и имеет дополнительную несущую стену, расположенную строго посередине, то профессиональные строители выберут наслонную стропильную систему. Именно она обеспечит надежность всей конструкции кровли. Здесь стропильные пары кроме мауэрлата дополнительно упираются в осевую несущую стенку.

Подобная система состоит из следующих основных элементов:

Стропильные пары – это основа всей конструкции.
Прогон, он расположен над осевой несущей стеной. Этот элемент предназначен для того, чтобы поддерживать верхние концы стропильных пар.
Стойки, они служат для поддержки прогона. Нижним концом стойки упираются в осевую несущую стену.

Кроме того, в наслонную стропильную систему могут входить и другие элементы. Очень часто всю конструкцию усиливают подстропильной ногой. Верхний ее конец упирается в стропилу (как правило, ближе к коньку), а нижний в осевую несущую стену. Также в конструкции могут присутствовать схватки или ригели. Они необходимы для того, чтобы надежней скрепить стропильные пары.

Висячие стропила

Для небольших домов больше подойдет висячая конструкция. Здесь основная нагрузка ложится на мауэрлат. При идем на стены действует распирающая сила, которая передается от стропильных ног. Со временем такое воздействие может привести к деформациям. Чтобы этого не произошло, в конструкцию вносятся дополнительные элементы, а именно:

в первую очередь – это затяжка. Она является неотъемлемой частью стропильного треугольника. Затяжка частично компенсирует распирающую нагрузку. Как правило, ее располагают в нижней части стропильного треугольника. В некоторых конструкциях используется приподнятая затяжка. В этом случае ее располагают чуть выше середины стропильной пары;
ригель – это своеобразная разновидность растяжки. Он более короткий и расположен в самом верху стропильного треугольника;
бабки – это дополнительная опора. Она может упираться в балку перекрытия или в затяжку расположенную внизу стропильной пары.

Кроме того, могут использоваться и подкосы. Они поддерживают середину стропил, упираясь в затяжку или в основание бабки.

Как выполнить расчет стропильной системы двускатной крыши

Если с выбором типа системы разобрались, стоит продвигаться дальше. Теперь необходимо провести расчет стропильной системы двухскатной крыши. Самое главное, что нужно узнать – это какой делать угол уклона ската и выбрать сечение самих стропил. Дело это необходимо тщательно. Если «закрадется» ошибка, то кровля может и не простоять долго.

Расчет угла наклона скатов крыши

Как вычислить угол ската крыши и рассчитать ее монтаж

Самое первое, что нужно выяснить – это какой угол уклона скатов выбрать. При этом следует учитывать следующие важные факторы:

Какие климатические условия в вашем регионе. Двухскатная крыша подвергается большим ветровым нагрузкам. Если в вашей местности дуют сильные ветра, то угол нужно делать меньше. Но в этом случае на крыше могут скапливаться большие сугробы снега. Поэтому желательно выбрать «золотую середину».
Какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель рекомендует свой уклон ската, оптимальный для своих изделий.
Будет ли использоваться чердак. От угла наклона ската во многом зависит количество свободного пространства под крышей.

Также не стоит забывать и про внешний вид. Слишком высокая крыша будет смотреться не очень привлекательно. Тут нужно учитывать ширину самого дома.

Расчет веса двускатной крыши дома

Оптимальный угол наклона считается от 30 до 60 градусов. При этом можно использовать практически любой кровельный материал, также остается много свободного пространства под крышей.

Распределение нагрузки стропил

Еще одной важно частью расчетов стропильной системы двухскатной крыши будет определение и распределение нагрузок. Именно от этого будет зависеть прочность всей конструкции. Всего различают два типа нагрузок:

постоянные;
переменные.

К первой группе относится вес самой крыши и всего оборудования на ней установленного. Для расчета постоянной нагрузки можно воспользоваться таблицами. В них указывается вес деревянных изделий, из которых строится стропильная система, различной длины и сечения. Также следует учитывать массу кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции и других компонентов крыши.

Данные для расчета ветровых и снеговых нагрузок

С переменными нагрузками немного сложнее. Тут следует учитывать и воздействие ветра, и массу снега, который будет скапливаться на крыше. Чтобы узнать эти данные можно посмотреть на специальные климатические карты или обратиться в отдел архитектуры администрации вашего района.

В зависимости от нагрузок, которые будут воздействовать на стропильную систему, выбирается сечение всех ее элементов. Кроме этого, следует продумать установку дополнительных компонентов. В зависимости от степени нагрузок предусматривают монтаж подпорок, распорок, подкосов и так далее.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши при помощи специализированных программ

Проектирование кровли – это весьма сложное занятие. То же самое касается и расчетов, связанных с возведением крыши. Порой справится с такое задачей, даже в случае с двухскатной крышей, бывает под силу далеко не каждому. Здесь следует учитывать множество показателей и знать различные нюансы.

Если вы не профессионал, то можно воспользоваться специальными программами. Они помогают правильно произвести все расчеты. Среди таких программных продуктов можно назвать следующие:

Автокад.
3D Max.
Аркон и другие.

Первый два варианта используют 3D графику. Если вы не знакомы с такой технологией, то работать с ними будет немного сложно. «Аркон» — это более упрощенная программа. Здесь можно и расчеты сделать, и эскиз нарисовать. Кроме этого, можно воспользоваться и он-лайн калькуляторами. В отведенные клетки вводятся все необходимые данные, после чего делается расчет. Но, даже воспользовавшись любым из этих способов, лучше дополнительно получить консультацию у специалиста. Крыша – эта сложная и важная составляющая дома, и от того как качественно она будет сделана зависит долговечность вашего жилища.

www.krovlyakrysh.ru

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: схема, виды

Виды: наслонные и висячие

Расчет параметров: основные этапы

Сегодня, как известно, строительный рынок недостатка во всевозможных материалах и технологиях строительства не испытывает. Однако, в первую очередь качественным показателем двухскатной крыши считают точный расчет стропильной системы, включая проектные нагрузки и другие показатели и характеристики.

Крыша призвана защищать дом и распределять суммарные нагрузки на строение посредством своей стропильной системы, вот почему последнюю проектируют, принимая во внимание все возможные факторы, которые могут отразиться на прочности.

Основными элементами двухскатной крыши являются стропила (стропильные ноги) и мауэрлаты. Нагрузка по стропилам и стенам распределяется через подкосы, стойки, ригели. Все они в совокупности создают жесткую, долговечную, но вместе с тем легкую и простую для установки конструкцию. Сверху на стропила укладывают сплошную или разреженную обрешетку, которая служит основой для крепления материала кровли. Таким образом, схема двухскатной крыши состоит из обрешетки закрепленной к несущим балкам и закрепленного к ним самого кровельного материала.

Виды: наслонные и висячие ↑

В зависимости от использованной технологии, которая позволяет распределить и снизить давление на конструкцию здания, различают два вида: наслонную и висячую.

Выбор конкретного варианта определяет конфигурация кровли, размещение опор внутри стропил, длина пролета, климатические особенности региона, тип кровельного покрытия. Но в любом случае главный элемент – это стропильные ноги.

Наслонный вариант ↑

Наслонные стропила предназначены для перекрытия крыш с пролетом до 7 м. Они опираются краями и средней частью либо на венец сруба, либо на верхний ряд кладки стен. При необходимости перекрытия больших пролетов прибегают к промежуточным опорам. При наличии одной опоры пролет можно увеличить до 12 м, а двух – до 15,5 м. Между коньком и фермами необходимо установить с подкосами.

Висячий ↑

В отличие от наслонных, у висячих стропил промежуточные опоры отсутствуют. Этот вид больше подходит для более легких конструкций зданий. Висячие стропила можно с легкостью использовать для длинных пролетов. Достаточную жесткость обеспечивают установленные в подкосы, ригели, прогоны и стойки. Эти дополнительные элементы также предотвращают смещение.

Для пролетов до 8 м достаточно установки затяжек и ригелей в верхней части. При большей величине пролета для поддержки затяжек между фермами дополнительно используют балки с подкосами.

Расчет параметров: основные этапы ↑

Правильный расчет стропильной системы двухскатной крыши очень важен для обеспечения надежности и долговечности дома в целом.

Любая непосильная нагрузка или неравномерное распределение веса кровли могут стать причиной разрушения здания.

Каждый проект дома предусматривает индивидуальный план организации всей крыши на основе строительных норм и особенностей конкретного дома.

Расчет стропил для наслонного вида более простой и экономный, а висячей – более прочный, поэтому в проектах часто комбинируется устройство обоих вариантов.

В первую очередь определяют уклон скатов, поскольку, скажем, в случае минимальных углов, 10–15° действуют некоторые ограничения на выбор кровельного материала. Стропильная система практически проектируется на уже выбранное покрытие.

Хотя с увеличением уклона материальные затраты растут, при этом также улучшаются эксплуатационные характеристики – «крутая» крыша может сама очищаться от дождевой воды или снега. На строение с уклоном больше 45°, вообще, можно настилать любой кровельный материал.

Еще одним ограничителем наклона являются природные явления. Особой точности требует связанный с ними учет параметров крыши, например, снеговые и ветровые действия.

Далее приступают к определению общего веса пирога для кровли, который включает обрешетку, утепление, а также кровельное покрытие.

Заключительным этапом является расчет пиломатериалов и подготовка инструкции по креплению кровли.

Для определения количества кровельного материала нужно предварительно определить площадь двухскатной крыши. В принципе для тех, кто знаком с азами геометрии, как посчитать площадь, сложности не представляет.

Постоянные и временные нагрузки: их расчет и рекомендации ↑

При расчете нагрузок любой природы, конструктивных и атмосферных, используют сложные математические формулы с учетом корректирующих коэффициентов.

После определения давления от кровельного покрытия, обрешетки, утепления и стропильной системы, их суммируют и полученную величину делят на полную площадь скатов и получают величину, приходящуюся на 1 кв. м. Для двухскатных строений результат умножают на поправочный коэффициент К=1,1. В среднем это значение для жилого дома составляет порядка 40–50 кг/ кв. м.

В зависимости от климатических особенностей региона снеговая нагрузка может быть равной 80–150 кг/кв. м. Для её подсчета используют следующие поправочные коэффициенты:

Например, если на почве снеговое давление составляет 70 кг/кв. м, то на верху дома это значение уже будет 70 х 0,7=49 кг/кв. м.

В местах, где наблюдается постоянное повышенное скапливание снега согласно данным подсчета необходимо установить спаренные стропила и сплошную обрешетку.

Ветровое воздействие рассчитывают при помощи коэффициентов изменения аэродинамического влияния и ветрового давления, с учетом того, что давление порывов ветра на кровлю меняется в зависимости от расположения скатов к ветру.

Рассчитывая общую нагрузку на кровлю, ветровую и снеговую суммируют и умножают на коэффициент, который зависит от шага стропил.

stylekrov.ru

Расчет стропильной системы двухскатной крыши: размеры, сечение, толщина

Любой человек за свою жизнь делает множество всевозможных расчетов. Цифры и формулы прочно вошли в нашу жизнь. Без этого сложно выполнить практически любую работу. Например, если вы решили построить дом, то следует высчитать многие параметры, в том числе и сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши. Если здесь совершить ошибку, то кровля может не выдержать нагрузок. А это значит, что и весь дом простоит недолго. А как рассчитать все размеры, сечения и другие параметры стропильной системы двухскатной крыши? Что при этом необходимо учитывать? Давайте разберемся вместе.

Что собой представляет двухскатная крыша

Прежде чем рассчитать параметры любой конструкции, следует узнать как можно больше о ней самой. Двухскатная крыша – это наиболее распространенный вариант кровли. Он отличается сравнительной простотой стропильной системы, надежностью и относительно небольшими финансовыми затратами.

Вся конструкция состоит из следующих элементов:

Мауэрлат. Этот элемент представляет собой деревянный брус, который крепится по всему периметру стен. Главная его задача – это равномерно распределять нагрузки, передающиеся от стропильной системы. Если дом из деревянных брусьев, то от мауэрлата можно отказаться.
Стропильные ноги. Именно они составляют несущую основу двухскатной крыши. Стропильные ноги соединяются между собой в верхней части, создавая ферму.
Затяжка. Этот элемент используется при висячей системе. Затяжка соединяет нижние концы стропил.
Прогон. Практически в любой конструкции крыши используется коньковый прогон. Он поддерживает верхнюю часть стропильной пары. Кроме этого, может применяться и боковой прогон. В этом случае он монтируется вдоль стен и поддерживает основание ферм.
В стропильной системе, в зависимости от сложности двухскатной крыши, применяются и другие элементы. Это могут быть ригель, лежень, стойки, подстропильная нога и так далее.
Обрешетка. Она применяется для того, чтобы удерживать кровельный материал. Обрешетка может быть сплошной или разряженной.
Обязательным элементов любой крыши является кровельный пирог. В зависимости от функциональности чердачного помещения он может быть многослойным или простым. В обязательном порядке сюда входит гидроизоляционная пленка или мембрана и сам кровельный материал. Если чердак жилой, то могут присутствовать такие «слои», как пароизоляция и утеплитель.

Еще один момент, который стоит уточнить, перед тем как делать расчеты – это, какой тип стропильной системы будет на вашей двухскатной крыше. Различают две основные разновидности – висячая и наслонная. Первый вариант используется в небольших домах. В этом случае длина стропильной ноги не должна превышать шести метров. Для более широких домов используется наслонная система.

Определяем нагрузки

Расчет стропильной системы двухскатной крыши включает несколько этапов. В самом начале следует определиться с нагрузками, которые будут воздействовать на всю конструкцию. Именно от этого будет зависеть сечение, длина, шаг установки и другие параметры стропил.

Специалисты различают следующие нагрузки, которые будут воздействовать на двухскатную крышу:

Постоянные. Сюда включаются вес всех элементов стропильной системы и кровельного «пирога». Также к постоянным нагрузкам относят массу всего дополнительного оборудования, которое будет установлено на крыше. Все это будет постоянно «давить» на стропильную систему. Но эти нагрузки можно рассчитать довольно точно. Ведь вам заранее известно, какие материалы при возведении крыши будут использоваться;
Переменные. В эту группу входят нагрузки от осадков и ветра. Главным образом учитывается воздействие снежного покрова в зимний период. Дождь, при правильной водоотводной системе, большие нагрузки не создает.

Расчет стропильной системы начинают с высчитывания переменных нагрузок. В первую очередь здесь учитывается вес снега, который будет скапливаться на двухскатной крыше. Для этого удобно воспользоваться специальными картами. На них указывается высота снежного покрова в каждом конкретном регионе или местности. Исходя из этого, и производится расчет нагрузок.

Но тут следует учитывать еще и поправочный коэффициент. Этот параметр рассчитывается исходя из угла наклона ската. Чем круче уклон, тем меньше снега будет скапливаться. А это значит, что нагрузка на стропильную систему снизится. Согласно существующим нормам, если угол наклона двухскатной крыши более шестидесяти градусов, то учитывать при расчетах толщину снежного покрова нет смысла, так как осадки тут же будут скатываться на землю.

Еще одна из переменных нагрузок – это ветровая. Тут, в отличие от снежного покрова, влияние прямо противоположное. Чем меньше уклон ската, тем меньше ветровая нагрузка. Эти данные также можно узнать из специальных карт. На них указывается скорость ветра и его преобладающее направление.

Кроме того, в некоторых случаях расчет стропильной системы для двухскатной крыши должен учитывать и экстремальные нагрузки. Это требуется для тех регионов, где имеется сейсмическая активность или часто проходят ураганные ветры.

Постоянные нагрузки

Рассчитывать все параметры стропил следует, учитывая их вес. Также берется во внимание и нагрузки, которые будут оказываться другими компонентами двухскатной крыши. Делая расчет, учитывается следующее:

Вес кровельного материала. Этот параметр можно узнать у производителя перед покупкой. Самый тяжелый вариант считается цементно-песчаная черепица. Здесь нагрузка на каждый квадратный метр будет составлять до 65 килограммов. Самый легкий вариант – это еврошифер или ондулин. В этом случае вес квадратного метра покрытия не превышается трех кг.
Обрешетка. Ее вес напрямую будет зависеть от используемого кровельного материала. Например, если обрешетка под ондулин, то она делается сплошной. А это значит, что нагрузка на стропильную систему возрастает. В случае если обрешетка под металлочерепицу, она делается разряженной. В зависимости от угла наклона ската крыши расстояние между досок может достигать 60 сантиметров, что значительно уменьшает нагрузку. Поэтому выбирая кровельный материал, не стоит забывать и про обрешетку.
Вес самих стропил. В этом случае все будет зависеть от их сечения и используемой древесины. Также следует учитывать степень влажности материала. Самый популярный вариант для стропильной системы – это сосна. Если ее влажность составляет менее 15 процентов, а именно такой показатель считается наиболее оптимальным, то кубический метр древесины будет весить чуть больше половины тонны.
Другие компоненты кровельного «пирога». Здесь во внимание берется вес утеплителя, пароизоляции и гидроизоляции. Но, как правило, такие материалы весят мало и большой нагрузки на стропильную систему двухскатной крыши не оказывают.

Кроме того, в расчет обязательно включается масса дополнительного оборудования, которое будет установлено на крыше. Это могут быть кондиционеры, телевизионные антенны и тарелки и так далее. В любом случае, чтобы правильно рассчитать размеры и сечение стропил, следует дополнительно прибавить запас по крепости процентов десять или двадцать.

Постоянные нагрузки трудно рассчитать, не зная площадь кровли. А для этого следует узнать длину и ширину каждого ската. После этого, площадь крыши умножается на вес квадратного метра всех составляющих кровельного «пирога».

Основные параметры

Когда вся нагрузка посчитана, можно приступать к основным расчетам. Для правильности и надежности возведения стропильной системы двухскатной крыши следует определиться со следующими параметрами:

угол наклона ската. Этот параметр очень важен. Если сделать наклон небольшим, то места под крышей будет мало. При этом возрастает снеговая нагрузка. Если угол наклона ската большой, то и места будет много, и снег не будет скапливаться. Но в такой ситуации возрастает ветровая нагрузка. Кроме того, следует учитывать, и какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель рекомендует свои минимальные и максимальные углы наклона.
размеры стропил для двухскатной крыши. Их длина будет зависеть от двух параметров. Во-первых, учитывается высота от основания крыши до конька. Во-вторых, для расчета длины стропил берется во внимание и ширина дома. Исходя из этих данных, при помощи формулы Пифагора и делается расчет нужного значения. Но это подходит только для симметричной двухскатной крыши. Если это не так, то расчет будет немного сложнее, но тоже не должен вызывать больших затруднений. Кроме того, следует учитывать и свесы, если они будут являться частью самих стропил.
сечение стропил двускатной крыши. Именно для того, чтобы сделать расчет этого параметра и узнавалась будущая нагрузка. Чем она больше, тем больше должно быть сечение. Также не стоит забывать и про шаг и длину стропильной ноги. Существуют специальные таблицы. Согласно им можно легко рассчитать сечение, зная длину и шаг укладки. Кроме того, учитывается и из какого материала будут сделаны сами стропила. У каждой древесины есть свои показатели прочности;
еще один важный параметр – это шаг укладки стропил. Как правило, это значение лежит в пределах от 60 до 100 сантиметров. Но и тут расчет делается исходя из будущих нагрузок и сечения стропил.

Видео по теме:

Рассчитать стропильную систему для двухскатной или любой другой крыши бывает очень сложно. Поэтому очень часто эту задачу поручают профессионалам. Но и самостоятельно сделать это вполне возможно. Для этого достаточно воспользоваться специальными программами или онлайн калькуляторами.

Здесь вводятся все необходимые параметры. Учитывается размер дома, желаемый угол уклона ската, используемые материалы для кровли и самой стропильной системы. Также, чтобы сделать расчет вводятся ветровые и снеговые нагрузки. После этого программа или онлайн калькулятор рассчитывает длину и сечение стропил. Также, в зависимости от функциональности, можно получить схему крыши и места расположения всех ее основных составляющих.

Посмотрите еще статьи:

kryshagid.ru

Расчет стропильной системы крыши: программа, нагрузка, прочность

Одна из важнейших частей скатной крыши — это стропильная система, состоящая из прочных и надежных балок. Именно стропила являются основанием для кровли. При этом важно, чтобы используемые материалы могли легко выдерживать не только кровельную конструкцию, но и давление снежных или ледяных масс в зимний период, а также ветровые нагрузки в течение всего года. В связи с этим, прежде чем приступить к установке стропил, следует произвести необходимые расчеты, учитывая все возможные факторы и нюансы. Конечно, заказать просчет стропил можно в различных строительных компаниях, однако, подобная услуга обойдется в довольно приличную сумму, поэтому оптимальным вариантом может стать самостоятельный расчет. Итак, как рассчитать стропильную систему крыши правильно? Разумеется, прежде чем перейти к главному вопросу, стоит изучить особенности стропил и разновидности конструкции.

Особенности стропильной системы

Чтобы сделать расчет стропильной системы, следует понимать, что она собой представляет. Итак, стропила – это несущая конструкция кровли, которая принимает на себя все внешние нагрузки, в виде снежных наносов, сильных ливней или шквальных ветров. Главные ее элементы – это:

мауэрлат – основание крыши под стропила;
вертикальные стойки – необходимы для максимальной устойчивости стропильной системы;
стропильные наклонные ноги – определяют наклон ската крыши и ее общий вид;
прогоны – выделяют боковые и коньковые разновидности прогонов, элементы необходимы для скрепления и поддержания стропильных ног;
затяжки, ригели – фиксирующие элементы;
подкосы – диагональные поддерживающие брусья, придающие устойчивость стропилам;
конек – верхний брус, укладываемый в месте стыка двух скатов кровли;
кобылки – элемент, позволяющий увеличить длину недостаточно длинных стропил в случае монтажа свеса крыши;
ферма – совокупность стоек, раскосов, обрешетки и прочих элементов, составляющих основу кровельной системы.

Приступая к расчету стропил, следует произвести расчет каждого отдельного элемента. Также важно соблюдать требования к стропильной системе, это поможет выбрать правильный материал, а также создать наиболее прочную и долговечную кровлю.

Основные требования при выборе материала стропил

Сегодня, довольно многие владельцы собственных домов отдают предпочтение кровлям из древесины. Как правило, стропильная система производится из хвойных древесных пород. При этом брус должен обладать влажностью не более 20 %. Это, так называемая, воздушно-сухая древесина, которая отличается необходимой прочностью и легкостью. Кроме процента влажности при выборе дерева следует соблюдать и такие условия, как:

наличие минимального количества сучков, трещин и других возможных дефектов, для этого стоит выбирать древесину 1 или 2 сорта. При выборе дерева 3 сорта следует обращать внимание, чтобы на 1 м доски или бруса было не более 3-4 сучков высотой до 3 см, а при наличии трещин, их длина и глубина должны быть небольшими;
для несущих, капитальных элементов, таких как стропильные ноги, мауэрлат, конек и так далее, рекомендуется использовать брус толщиной более 5 см, оптимально применять изделия с квадратным или прямоугольным сечением от 10 до 20 см;
при выборе хвойных досок допускается длина изделий до 6,5 м, а если используются лиственные породы, то длина пиломатериала не должна превышать 4,5 м. Как правило, лиственные породы используются для таких конструктивных частей, как прогоны и мауэрлат. Также стоит отдавать предпочтение твердым породам.

Важно! Вся возводимая система должна обладать жесткостью и прочностью. То есть готовая конструкция должна иметь надежную фиксацию и быть неподвижной. Если хоть один элемент не соответствует данному требованию, то велика вероятность того, что крыша может быть разрушена при ураганном ветре либо сильном снегопаде, при этом будет неважно как правильно произведен расчет деревянных стропил крыши. В самой плачевной ситуации разрушена будет не только кровля, но и стены строения. Также стоит иметь в виду, что стропильную систему следует делать легкой, особенно в случае, когда используются деревянные несущие стены. Чтобы иметь возможность применять прочные и надежные балки, но при этом не утяжелять конструкцию, рекомендуется выбирать пиломатериал с низким процентом влажности, то есть примерно 10-15 %. Также не стоит забывать про обработку деревянных элементов антисептиками, антипиренами, гидрофобизаторами и другими защитными препаратами. Прежде чем приступить к вопросу, как же правильно рассчитать стропильную систему, следует получить представления о видах стропил.

Видео по теме:

Разновидности стропил

Конкретный вид стропил зависит от типа крыши и, производя расчет стропильной системы, это следует учитывать. Например, кровля может быть двухскатной или четырехскатной, соответственно и стропила будут рассчитываться по-разному. При этом наличие конструктивных элементов и принцип их монтажа остается практические неизменным. Сегодня принято выделять 2 основные разновидности стропильных систем.

Наслонные стропила – в этом случае стропильные ноги опираются на стены строения, а их середину подпирает промежуточная опора. Монтируется подобная система в случае необходимости, если делать пролеты длиной более 5-7 м. Каждая дополнительная опора может увеличить длину пролета на 3-4 м.
Висячие стропила – устанавливаются, когда расстояние между наружными стенами, на которые устанавливается стропильная система не более 6,5 м.

Выбрав конкретный тип кровли, а также разновидность стропильной системы, можно переходить к выполнению всех необходимых расчетов, то есть расчета сечения стропил, нагрузки, длины и высоты балок и так далее.

Расчет нагрузки на стропила

Проводя расчет стропил крыши самостоятельно, рекомендуется принимать увеличенные параметры, благодаря чему можно иметь определенный запас прочности кровли. Конечно, при этом увеличиться расход стройматериалов, однако, вопросы безопасности дома все же стоит выносить на первое место. Итак, первым делом стоит брать во внимание все возможные нагрузки, которые будут воздействовать на кровельную конструкцию. В частности, к таким нагрузкам можно отнести снеговые и ветровые нагрузки. Также при расчете нагрузки на стропильную систему стоит учитывать довольно много особенностей. Включая такие факторы, как:

вес кровельного материала;
вес обрешетки;
вес утеплителя, гидро- и пароизоляции;
вес стропильной системы.

Только рассчитав каждый пункт, можно сделать расчет стропильной системы. Например, формула для расчета снеговой нагрузки будет выглядеть следующим образом:

S = Sрасч.·μ,
где S – это искомый параметр, Sрасч. – значение веса снега на 1 кв.м, которое следует брать из действующих на определенной территории СНиПов, а μ – коэффициент, рассчитанный из угла наклона крыши. Для расчета ветровой нагрузки, также можно воспользоваться формулой:

Wm = Wo·k·c,
где Wo – это нормативный параметр ветрового давления, определяемый по СНиПам, действующим в регионе, k – это коэффициент, ветрового давления, зависящий от высоты крыши над землей и с – это аэродинамический коэффициент, который зависит от формы кровли. Зная все исходные величины сделать расчеты не составит труда. Однако, сегодня совсем не обязательно все необходимые измерения и расчеты производить в ручном режиме. Ведь для этих целей созданы специальные программы, например, программа для расчета стропильной системы или программа расчета стропил и ферм. К таким программам можно отнести:

Stropila;
AutoCAD;
Аркон;
Онлайн сервисы расчета (строительные калькуляторы).

Каков принцип работ такого ПО? Он довольно прост, необходимо ввести все параметры из СНиПов или плана строения в соответствующие окна или строки, после чего нажать кнопку «рассчитать» и программа выдаст результат. Как правило, данные ресурсы включают в себя все необходимые расчеты, то есть ветровую и снеговую нагрузку, а также расчет суммарной нагрузки, расчет распределенной нагрузки, расчёт стропильной системы и так далее. Также в программах имеются карты со значением ветрового давления и веса снегового покрова во всех регионах. Сделать вычисления в подобных приложениях смогут даже не подготовленные пользователи, при этом все параметры будут наиболее точными. Кроме того, следует иметь в виду, что определенные параметры являются постоянными и их можно узнать в инструкциях к стройматериалам либо в интернете.

Вид кровельного покрытия и его вес

В зависимости от того, какой планируется использовать материал для кровли, изменяются и нагрузка на стропильные системы. Практически все виды покрытий имеют фиксированный вес, благодаря чему производить расчет довольно легко. Рассмотрим значение веса основных разновидностей кровельных покрытий, которые предоставляют производители при изготовлении.

Название кровельного материала	Удельный вес в кг на 1 кв.м крыши
Металлочерепица	4-5
Профнастил	4-5
Ондулин	4-6
Битумная черепица	8-12
Шифер	10-15
Керамическая черепица	35-50
Цементно-песчаная черепица	40-50

Что касается массы чернового настила, стропильной системы и обрешетки, то данные значения принято считать стандартными. В частности, черновая кровельная конструкция будет иметь вес 18-20 кг/кв.м, деревянная обрешетка – 8-10 кг/кв.м и стропила – 15-20 кг/кв.м. Суммируя все значения можно легко найти искомый параметр нагрузки на стропильную систему.

Расчет стропил

После того, как нагрузка определена, можно переходить к такому пункту, как расчет стропильной системы. Необходимо определить нагрузку на каждую стропильную ногу, чтобы понять, какое сечение должно быть у стропил, их прочность и сколько потребуется леса для стропил в каждом конкретном случае. Формула для расчета нагрузки на каждую стропильную ногу выглядит следующим образом:

Qr=A·Q,
где Qr – искомая величина, измеряемая в кг/м, А – шаг стропил, измеряемый в метрах и Q – это общая нагрузка, действующая на 1 кв.м кровли, измеряется в кг/кв.м (именно данная величина была найдена в расчетах, производимых ранее). Посчитать нагрузку также можно в автоматизированном режиме, с помощью программ. Различные приложения позволяют сделать расчет сечения стропил, их количество, высоту и многие другие параметры. Важно! Производя расчет стропильной системы, всегда следует округлять параметры в большую сторону, так как это позволяет увеличить прочность кровельной конструкции.

Сделать необходимые расчеты самостоятельно совсем не сложно. Конечно, если знаний в данном вопросе недостаточно, то всегда можно обратиться к специалистам. Однако, огромное разнообразие автоматизированных программ, может помочь справиться с расчетом стропильной системы без особых хлопот. Важно помнить, что от правильности производимых подсчетов зависит не только прочность и надежность крыши, но и безопасность жильцов дома.

Видео по теме:

Посмотрите еще статьи:

kryshagid.ru