Сечение стропил, обрешетки — оптимальные размеры для кровли
Для того чтобы произвести расчет стропильной системы крыши человек, не знакомый со всеми нюансами сложных проектных вычислений согласно СНИП и другим нормам, может воспользоваться нашими строительными калькуляторами крыш.
В качестве исходных параметров необходимо ввести данные некоторых элементов стропильной системы:
- указать шаг стропил (расстояние между ними – шагом регулируют нагрузку на систему стропил),
- размеры стропил – так называемое сечение = толщина x ширину доски или бруса
Тут стоит сказать, что доска – более доступный вариант для устройства системы кровли, так как она выдерживает нагрузки, и что немаловажно – стоит в разы бюджетнее.
В двух таблицах ниже мы собрали часто применяемые в строительстве размеры стропильных ног и обрешетки в разбивке по видам кровельного покрытия. Минимальный угол наклона кровли также приведен оптимальный в зависимости от его типа, кое-где угол указан минимальный, но все -согласно СНИП.
Основные наиболее часто используемые параметры элементов стропильной системы — шаг и сечение стропил, угол наклона крыши в зависимости от типа кровельного материала:
Тип кровли | Оптимальный уклон кровли, градусов | Шаг стропил, см | Сечение стропил, см |
Профнастил | Min 12 (оптимум – 20-30) | до 100 см | доска 5 x 15 |
Ондулин | 15 | 60 -90 | доска 5 x 20 |
Цементно-песчаная черепица | 22-30 | ≤ 75; ≤ 90; ≤ 110 | доска 5 x 15 |
керамическая черепица | 22-30 | 60 — 80 | доска 5 x 15; 6 x 18 |
мягкая кровля (рулонная; битумная черепица) | от 7 | 60 — 150 см | доска 5 x 15 |
Металлочерепица | от 15 | 60 — 95 см | доска 5 x 15; 5 x 20 (для утеплителя) |
Шифер | 14 — 60 | 80 — 130 см | доска 5 x 15; 5 x 15 |
асбестоцементные листы обыкновенного профиля | |||
асбестоцементные листы унифицированного профиля |
Произвести расчет стропил двускатной крыши в автоматическом режиме вам поможет калькулятор стропил на нашем сайте.
Следующая таблица содержит данные по обрешетке, контробрешетке и по материалу кровли:
| Тип кровли | Кров. материал Длина x ширина x толщина, мм | Уклон кровли, градусов | Шаг обрешетки, см | Сечение обрешетки, см | Контр-обрешетка, см (шаг = шагу стропил) | Нахлест кров. листов, см |
| Профнастил: | Min 12 (оптимум – 20-30) | соответственно углу уклона | доска 3 x 10 | ширина бруса чуть меньше стропил при толщине 2,5 — 4 | горизонт. нахлест: угол кровли меньше 15° — 20 см; 15-30° — 15 -20; от 30° — 10 -15 | |
| НС-20 | толщ 0,55 | 30; 45 | 40; 60 | |||
| 0,75 | 30; 45 | 50; 70 | ||||
| НС-35 | 0,55 | 30; 45 | 100; 100 | |||
| 0,75 | 30; 45 | 120; 130 | ||||
| С-44 | 0,55 | 30; 45 | 90; 150 | |||
| 0,75 | 30; 45 | 110; 140 | ||||
| Цементно-песчаная черепица и керамическая черепица | от производи-теля и типа | 22 — 30 | 31,2 — 33,5 | брус от шага стропил:3 x 5; 4 x 5; 4 x 6 или 5 x 5 | от 3 x 5 | 8,5 — 10,8 |
| 30 — 90 | 32,1 — 34,5 | доска 5 x 15; 6 x 18 | 7,5 — 10,8 | |||
| мягкая кровля (рулонная; битумная черепица) | от производи-теля | от 7 | 1. рулонная — на сплошной обрешетке 3 — 5 мм зазор;2. мягкая черепица — 30 см шаг досок обрешетки под ОСБ | 1.сплошная2.обрешетка из доски 2.5 x 10-15 + ОСБ 9мм | от 3 x 5 | для рулонных — 15-30; для мягкой черепицы — от 15 |
| Металло-черепица | оптим. 4500 x 1160 — 1190 x 0,5 высота профиля 1.8 — 2.5 см шаг волны 35-40 см | от 20 | 80 — 100 (от волны) | доска 5 x 20; брус 4 x 6 | от 3 x 5 | в зависимости от марки 6 — 9 |
| Шифер | 3600 х 1500 х 8-10 3000 х 1500 х 8-10 2500 х 1200 х 6-8-10 | 14 — 60; оптим. 25-45 | лист должен опираться на 2 бруса обрешетки | от 3 x 5 | от 12 до 30 | |
| асбестоце-ментные листы обыкновен. профиля | 50 — 54 | доска 5-6 x 10;брус от 5 x 5 | должна перекрывать волну | |||
| асбестоце-ментные листы унифиц. профиля | 60 — 75 | доска 5-6 x 10; брус от 7,5 x 7,5 | ||||
| битумный волнистый лист (еврошифер) — на примере ондулин | 2000 x 950 x 3 высота волны 36 | 5 — 10 | 5 | сплошная (зазор до 5 см) | от 3 x 5 | 3; боковой — 2 волны |
| 10 — 15 | 45 | доска 5 x 20; брус 4 x 5; 5 x 5 | 2; боковой — 1 волна | |||
| от 15 | 60 | доска 5 x 20; брус 4 x 5; 5 x 5 | 1,7; боковой — 1 волна | |||
Чтобы самостоятельно определить размерность всей системы стропил необходимо произвести расчеты основного влияния ветра, снеговых масс, а также веса кровельных материалов и конструктивных несущих элементов крыши в совокупности.
Опять же напоминаем, что расчет приведен для ознакомления в значительно упрощенном формате, так как для точного расчета необходимо учитывать вертикальные и горизонтальные нагрузки на стропильные ноги, рассчитывать дополнительно сопротивление стропил изгибу, сжатию и растяжению, проверить конструкции на способность противостоять скалыванию и смятию.
Если у вас не сложная архетиктурная конструкция, вы вполне сможете построить крышу самостоятельно, опираясь на оптимальные размеры бруса или доски, на стандартизированные параметры конструкции крыши.
На рисунке и в таблице ниже указаны стандартные сечения элементов стропильной конструкции:
Пролёт (м) | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 |
Шаг установки (м) | ||||||||||
0,6 | 75х100 | 75х150 | 75х200 | 100х200 | 100х200 | 125х200 | 150х200 | 150х225 | 150х250 | 150х300 |
1,0 | 75х150 | 100х150 | 100х175 | 125х200 | 150х200 | 150х225 | 150х250 | 175х250 | 200х250 | 200х275 |
Еще раз повторим, что в упрощенном формате просчитать способность кровельной системы выдержать нагрузки способен каждый.
Онлайн калькуляторы крыши помогут вам рассчитать количество лесоматериала, кровельных и подкровельных материалов для постройки крыши и стропильной системы а также параметры крыши, обрешетки и стропильных ног.
Таким образом, вы сможете примерно прикинуть сколько строительных материалов нужно закупить, каким образом и в каком количестве будут располагаться обрешетка и стропила.
kalk.pro
Что такое стропила? Расчет сечения досок для стропил.
Что такое стропила?
Стропила — это основные доски нашей крыши, на которые опирается кровельное покрытие. Вот так обычно они выглядят в каркасном доме:
Что нужно знать о стропилах?
Угол наклона стропил.
Обычно его выбирают на свой вкус и цвет, например, кому-то нравится острая крыша, кому-то пологая.
Пример пологой крыши:
Пример острой крыши:
Я решил сделать себе что-то среднее и выбрал угол наклона стропил 26 градусов. Как вот на этом фото каркасного гаража:
Сечение стропил.
Доска для стропил — также важный момент. Обычно для стропил используется доска 150×50 или
Пример подсчета по формулам из видео выше на мой дом:
Снеговая нагрузка= 240кг/м2. Т.к. угол крыши 26 градусов, то коэффициент МЮ остается =1. 240×1=240.
Ветровая нагрузка 32кг/м2. Умножаю ее на 0,65, так как рядом с домом есть много препятствий 32*0,65=25,6 кг/м2.
Вес битумной черепицы 10 кг/м2.
Вес ОСБ-3 8 кг/м2
Вес дюймовки 20кг/м2
Итого. Общая нагрузка на 1м2 = 240+25,6+10+8+20=305 кг
Площади моей крыши 110м2. Итого нагрузка на всю крышу 110×305=33,5 тонны.
Ищем нагрузку на п.м. стропильной ноги =305*0,8 (шаг стропил) = 244 кг/м.
Считаем сечение стропил.
Сечение стропил >= 8,6 * 3 (участок в стропиле до раскосов) * Квадратный корень из (305/ 0,05*130) >= 176,73 мм.
Значит сечение моего стропила при толщине 50мм должно быть больше 176 мм, поэтому я и выбрал доску 50×200.
Шаг стропил.
Теперь, когда вы определились с сечением стропил и их углом наклона, вам нужен специалист, который спроектирует правильную стропильную систему и выберет, с каким шагом будут идти лаги, а также как они буду крепиться к другим элементам каркасной крыши. Стандартный шаг стропил 600 мм, но бывает и 400 мм, и 800 мм, и 1 метр. Стропила — сложный элемент, но их расчет часто шаблонен и их можно сделать даже по нормативным документам. Готовые решения на типичные пролеты перекрытия в большом количестве присутствуют на forumhouse.ru.
Узлы крепления стропил в картинках.
Теперь вы знаете, что такое стропила, как рассчитывать сечение стропил, как подобрать доски для стропил и многое другое. Если у вас возникли вопросы по стропилам или по любым другим вопросам о строительстве каркасного дома, вы можете заказать индивидуальную консультацию по строительству каркасного дома.
karkasgid.ru
Сечение стропил: пример расчета, пошаговое руководство
Для того чтобы стропильные фермы успешно объединились в единую надежную и прочную конструкцию, нужно составить грамотный проект и правильно выполнить все необходимые расчеты. И главнейшим параметром, которому нужно уделить особое внимание на подготовительном этапе, является сечение стропил. Чаще всего стропила представляют собой обыкновенный деревянный брус.
Разновидности стропил.
От правильности его выбора зависит целостность и безопасность не только кровли, а и всего строения в целом. Рассчитать сечение можно при помощи специальной программы, но лучше всего делать это вручную. Самостоятельный индивидуальный расчет исключает вероятность ошибки. В процессе расчета, помимо всего прочего, обязательно учитываются снеговые и ветровые нагрузки для рассматриваемого региона, особенности теплоизоляции и отделки.
Что нужно учитывать при выборе сечения материала для стропил?
Для того чтобы кровельная система была надежной и максимально прочной, нужно определить подходящее сечение стропил и непосредственно сам материал, используемый для работы. Сечение бруса является главным параметром стропильной системы. Именно от сечения стропил зависит, будет ли способна система выдержать вес кровельной конструкции.
В процессе расчета сечения стропил учитываются следующие моменты:
- Суммарная масса кровельных материалов.
- Общий вес планируемой внутренней отделки, в том числе чердачных и мансардных помещений.
- Атмосферные воздействия на кровлю здания.
Схема расчета стропильной системы.
Для успешного самостоятельного расчета вам понадобится:
- Измерительная рулетка.
- Лист бумаги и карандаш или ручка для записей.
- Калькулятор.
Дополнительно нужно учесть:
- Пролеты.
- Сечение бруса.
- Шаг установки ног.
- Форма стропильной фермы.
- Снеговые нагрузки, а также значения ветровых нагрузок для рассматриваемого региона и прочие данные, влияющие на результаты расчета.
При желании вы можете поручить эту работу специалисту или использовать специальные программы. Но для большей точности и в целях экономии расчет лучше проводить самостоятельно. Понадобится всего несколько простых формул. Непосредственно сложность расчета и используемых формул зависит от сложности и размера кровли.
Основные требования к брусу для устройства стропильной системы
Помимо самого расчета стропил, нужно уделить должное внимание выбору бруса для обустройства системы. Материал должен быть хорошего качества. Максимально допустимый уровень влажности древесины составляет 20%. Брусья предварительно обрабатываются специальным раствором, обеспечивающим защиту деревянных конструкций от возгорания, гниения, порчи грызунами и насекомыми.
Карта снеговых нагрузок России.
На брус, используемый для обустройства стропильной системы, будут оказываться постоянные и периодические нагрузки. Под постоянными нагрузками нужно понимать вес стропильной конструкции, смонтированной обрешетки, облицовочного кровельного материала, теплоизоляционных и прочих материалов. Значения рассчитываются отдельно для каждого применяемого материала, а затем полученные результаты суммируются.
Временные нагрузки могут иметь разную периодичность и быть продолжительными, кратковременными и редкими. Также выделяют особые нагрузки, к примеру, землетрясения. Под кратковременными нужно понимать снеговые и ветровые нагрузки, вес людей, выполняющих работы на кровле и т.д. Продолжительными считаются любые нагрузки, которым подвергается конструкция в течение некоторого временного промежутка.
Учет ветровой и снеговой нагрузок в процессе расчета
При выполнении расчета стропил обязательно учитывается снеговая нагрузка. Она будет меняться в зависимости от региона расположения дома. Существуют специальные утвержденные таблицы, позволяющие подобрать конкретные данные для своего региона.
Сам расчет предполагаемых снеговых нагрузок выполняется по простой формуле, в соответствии с которой нужно умножить вес снега, приходящийся на 1 м² горизонтальной грунтовой поверхности, на специальный коэффициент, отражающий переход снеговой нагрузки на горизонтальную (либо с уклоном) кровельную поверхность. Для определения коэффициента нужно знать уклон кровли. Если уклон ската составляет 25 °, коэффициент принимается равным 1. В случае же уклона в 25-60 ° используется значение равное 0,7. Если же скат имеет уклон более 60 °, коэффициент учитывать не нужно, т.к. он не будет иметь существенного воздействия на сечение бруса.
Схема расчета нагрузки на стропила.
Для выполнения максимально правильного расчета стропил обязательно учитываются и ветровые нагрузки, которым подвергается дом. Недооценивать их нельзя. При недостаточной устойчивости конструкции последствия могут быть самыми неблагоприятными. Для определения средней ветровой нагрузки применяется специальная формула, в соответствии с которой нужно умножить нормативное значение ветровой нагрузки (берется из специальных таблиц для конкретного региона) на изменение ветрового давления, меняющееся с высотой над грунтом. Тоже определяется по таблице из справочника.
Таблицы весьма информативны и просты в использовании. Там вы сможете найти значения как для рек, морских побережий, тундры, степей и лесостепей, так и для городских местностей с препятствиями разной высоты.
В процессе расчетов также нужно обязательно учитывать информацию по направлению движения ветра, т.к. с его колебанием получаемый результат тоже может существенно изменяться.
Пошаговое руководство по расчету сечения стропил
При выполнении расчета стропил для кровли любого типа нужно учитывать такие параметры:
- Длина отдельной ноги.
- Шаг установки стропильных ног.
- Всевозможные значимые атмосферные нагрузки для конкретно взятого региона.
Значения для расчета берутся из таблиц. К примеру, для Москвы и области актуальны такие показатели:
- Сечение деревянных брусьев для устройства мауэрлата — 10х10 см, 15х10 см, 15х15 см.
- Диагональные ендовы, стропильные ноги делаются из деревянных брусьев 20х10 см.
- Сечение изделий для устройства прогонов можно выбрать из 10х10 см, 20х10 см, 15х10 см.
- Сечение деревянного бруса для монтажа затяжки — 15х5 см.
- Сечение изделий для ригелей — 15х10 см, 20х10 см.
- Сечение брусков для стоек — 10х10 см, 15х15 см.
- Сечение изделий для обустройства кобылки, карниза, подкосов — 15х5 см.
- Для выполнения подшивки и лобовой доски — деревянная доска 2,2х10 см.
Пример расчета сечения стропил
Схема усиления стропильной балки.
В данном примере вы сможете увидеть, для какой крыши дома, какое количество материала и с какими характеристиками понадобится. Расчет будет вестись с использованием следующих исходных данных:
- Суммарная расчетная нагрузка на всю кровлю — 317 кг/м2.
- Нормативная нагрузка — 242 кг/м2.
- Уклон скатов — 30 °. В горизонтальной проекции один пролет имеет длину 450 см, состоящую из участков длиной в 300 см и 150 см.
- Стропила монтируются с шагом в 80 см.
Ригели крепятся при помощи болтов. Гвозди использовать нежелательно, т.к. они ослабляют материал. В случае с древесиной 2-го сорта сопротивление будет равняться 0,8. При ослабленном сечении сопротивление на изгиб составляет 104 кг/м².
Нагрузка системы рассчитывается на каждый метр погонных стропил. В рассматриваемой ситуации она составит 0,8х317=254 и 0,8х242=194 кг/м.
В случае если скат имеет угол не более 30 °, то система стропил относится к категории изгибаемых. В данном случае наибольший момент изгибания рассчитывается так: 254х(33+1,53)/8х(3+1,5)=-215 кг/м.
Используется значение в -21500 кг/м. В таком расчете знак «-» указывает на то, что изгиб действует в противоположном направлении от прикладываемой рабочей нагрузки.
Далее, вам нужно определить момент сопротивления на изгиб для стропил. Для этого разделите 21500 на 104. Получится, что сопротивление составит 207 см³.
Стропила чаще всего изготавливаются из деревянных брусков, имеющих сечение с шириной в 5 см. Для определения нужной высоты стропил с учетом расчетных данных по сопротивлению нужно сделать следующее: разделить 207 на 5, затем умножить полученные данные на 6 и извлечь из значения квадратный корень. Для данного примера результат расчета будет составлять 16 см.
Планируемая высота равняется 16 см, а сечение составляет 5 см. В соответствии с ГОСТом, максимально соответствующим этим параметрам нормативным значением является стропила с параметрами 17,5х5 см. Данное значение рассчитано для пролета длиной в 3 м.
Вам надо определить инерционный момент для стропильной ноги. В этом примере он рассчитывается так: 5х17,53/12. Нехитрые вычисления дадут значение в 2233 см³.
После этого рассчитайте значение для прогиба. Для этого примера нужно попросту разделить 300 на 200. Расчет покажет, что значение для прогиба равняется 1,5 см.
Определите прогиб для нормативных нагрузок. Результатом расчета для этого примера является 1. Сверившись с нормативной документацией, вы увидите, что рассчитанное значение в 1 см меньше нормативного, которое составляет 1,5 см. То есть сечение в 17,5х5 см подобрано правильно, и вы можете смело использовать данный материал для обустройства стропильной системы своей кровли.
Для того чтобы система стропил вашего дома была максимально надежной, прочной и спокойно переносила все предполагаемые нагрузки, нужно сделать правильный расчет сечения бруса, который и будет выполнять функцию основного строительного материала кровли. Расчет выполняется с применением ряда формул и требует использования специальных справочников с утвержденными нормативными показателями для конкретного региона. Должны быть рассчитаны снеговые нагрузки, ветровые нагрузки и прочие значимые показатели.
1poderevu.ru
Надёжный костяк: расчёт стропильной системы двускатной крыши
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 крышиПараметр «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 ногиМаксимальная 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 ногиНа 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 правильноПеременная 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 домаНормативное 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 домПоправочный 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 стропилаВес 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 стропилШаг 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 материалаНормальным 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.
Мой отец — строитель. Поэтому мне есть, что рассказать домашним умельцам. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!stroydom.guru
Сечение стропил: как правильно выбрать
Крыши с наклонными стропилами устраивают в домах со средними опорными стенами. Такие крыши экономичны и относительно просты в изготовлении и эксплуатации. Материалом для них служит круглый лес диаметром 150-200 мм или доски толщиной 40-60 мм.
Конструкция стропил определяется с учетом:
- уклона крыши
- длины перекрываемого пролета
- сечения стропил и обрешетки
- массы кровельного материала и снежного покрова, ветровой нагрузки
- расстояния между стропилами
Таблица 1. Спецификация материалов для стропил
| п/п | Диаметр бревна, см | Высота досок для брусьев при их толщине, см | При удельной нагрузке на 1 пог.м длины стропил, кг | ||||||||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | ||
| Сечение стропил, см | Длина стропил, см | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| 1 | 12 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 4,5 | 4 | 3,5 | 3 | 2,5 |
| 2 | 14 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 5 | 4,5 | 4 | 3,5 | 3 |
| 3 | 16 | — | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 5,5 | 5 | 4,5 | 4 | 3,5 |
| 4 | 18 | — | — | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 6 | 5,5 | 5 | 4,5 | 4 |
| 5 | 20 | — | — | — | 23 | 22 | 21 | 20 | 6,5 | 6 | 5,5 | 5 | 4,5 |
| 6 | 22 | — | — | — | — | 24 | 23 | 22 | — | 6,5 | 6 | 5,5 | 5 |
Для этого, допустим, мы знаем, какую надо перекрыть крышу, а снеговую нагрузку берем по I-V температурной зоне от -3о до -18о. По VI-VIII температурной зоне от -25о до -31о снеговая нагрузка выше. Сечения стропил в зависимости от их длины и нагрузки можно подобрать по таблице.
Пример расчета сечения стропил
Удельная нагрузка на 1 м длины стропил Рус определяется умножением удельного веса крыши (вместе со снеговой нагрузкой) на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами Крс. Например, известно:
- вес снегового покрова на горизонтальную плоскость Рсн.н — 100 кг/м2
- уклон крыши — 30 градусов
- кровля будет выполняться — из волнистых асбоцементных листов
- длина перекрываемого пролета или длина стропильной ноги (до подкоса) — 3,5 м
- расстояние между стропилами (для кровли из асбоцементных листов) — 1,2 м
Выполним расчет нагрузки снега при наших показателях: Рсн. = Рсн.н х К = 100 х 0,8 = 80 кг/м2
где:
- К = 0,8 — коэффициент, зависящий от уклона кровли (см. puc 12-1a) принимается по таблице 2 — графа 5 и строка 5
- Вес конструкции кровли Рк = 40 кг/м2 — принимается по таблице 2 — графа 7 и строка 5
Общая удельная нагрузка на 1 м2 крыши:
- Рук. = Рсн. + Рк = 80 + 40 = 120 кг/м2
- Удельная нагрузка на 1 м длины стропил равна общей удельной нагрузке на крышу, умноженной на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами (1,2 м):
- Рус. = Рук. х 1,2 = 120 х 1,2 = 144 кг/м2
Т. е. принимаем нагрузку приблизительно 150 кг на 1 м длины стропил. Зная удельную нагрузку на стропила (150 кг/м) и свободную длину стропил в горизонтальной проекции (3,5 м — длина перекрываемого пролета), подбираем сечение стропил по таблице 1.
В нашем примере это графа 13 и строка 2 по таблице 1 — сечение стропил (при шаге стропил через 1,2 м и длине перекрываемого пролета 3,5 м) — из круглого леса принимается диаметр — 14 см;
если стропила будут выполняться из пилолеса, то принимается брус размером 8 х 16 см или по этой же строке на Ваш выбор.
Таблица 2. Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции)
| п/п | Кровля | Уклон крыши | Вес 1 м2 крыши в кг (по горизонтальной проекции) Рк | Общая удельная нагрузка на 1м2 кровли | |||
| градус | %% | Коэффициент уклона крыши К | Отношение высоты к длине | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Рулонная (толь, рубероид) однослойная | 2-14 | 3-25 | 0,03-0,25 | 1/33-1/4 | 40 | По расчету |
| 2 | То же, двухслойная | 8-14 | 15-25 | 0,15-0,25 | 1/7-1/4 | 35 | То же |
| 3 | Кровельная часть с одинарным фальцем, черная | 14-60 | 25-180 | 0,25-1,8 | 1/4-1/0,6 | 20 | То же |
| 4 | То же, оцинкованная | 14-60 | 25-180 | 0,25-1,8 | 1/4-1/0,6 | 20 | То же |
| 5 | Асбоцементные волнистые листы усиленного профиля | 14-45 | 25-100 | 0,25-1,0 | 1/4-1/1 | 40 | То же |
| 6 | То же, обычного профиля | 18-60 | 32-180 | 0,32-1,8 | 1/3-1/0,6 | 25 | То же |
| 7 | Тесовая | 30-60 | 60-180 | 0,6-1,8 | 1/0,7-1/0,6 | 30 | То же |
| 8 | Драночная четырехслойная | 30-60 | 60-180 | 0,6-1,8 | 1/0,7-1/0,6 | 30 | То же |
| 9 | Черепичная ленточная | 30-60 | 60-180 | 0,6-1,8 | 1/1,7-1/0,6 | 60 | То же |
Если Вы будете делать уклон кровли ниже 45о, то не исключено, что крышу придется чистить от снега. Тогда к весу 1м2 кровли надо прибавить ещё и вес человека для расчета сечения стропил, но не более 175 кг/м2 общего веса на 1м2 кровли (смотрите таблицу 1).
mastremont.ru
как рассчитать прочность и сечение, сращивание стропил по длине
Крыша служит не только для защиты дома от внешних воздействий окружающей среды, но и придает зданию законченный вид. А для этого застройщики устраивают разнообразные виды кровель, где стропильная система может иметь весьма сложную конструкцию, в которой длина стропил превосходит обычные размеры стандартной доски или бруса.
Стропильная система играет главную роль при устройстве кровли любого типа. Она принимает на себя все нагрузки, как от кровельного покрытия, слоев паро- и гидроизоляции, утеплителя, так и временные в виде снежной массы, дождевых потоков, веса людей и прочем оборудовании , необходимом для успешного функционирования кровли. Поэтому стропильная система, сделанная качественно по всем правилам строительного искусства дает гарантию того, крыша будет служить долгие годы, а внешний вид дома будет соответствовать задуманному дизайну. Важно при постройке крыши сделать верный расчет длины стропил и прочих элементов всей системы. При расчете нагрузок принимается во внимание особенности местного климата:
- максимальная толщина снежного покрова;
- ветровые нагрузки в зависимости от розы ветров;
- количество выпадающих летних осадков.
Составляющие стропильной системы
Любая стропильная система – это целый комплекс различных деталей связанный между собой в соответствии с расчетом всей конструкции кровли. Стропильная система состоит из следующих элементов:
- стропильные ноги, иногда их называют диагональными или накосными;
- подстропильные ноги или нарожники;
- вертикальные стойки; ригели, затяжки или балки потолка;
- упоры, подкосы, шпренгели и прочие элементы, необходимые для придания жесткости и прочности стропильной системе.
стропильная система мансардной крыши
Следует внимательно относиться к расчету длины стропил, поскольку ошибки в расчетах могут повлечь за собой нарушение геометрии кровли, и как следствие, её обрушение. При некомпетентности в этом вопросе лучше всего доверить проектирование кровли квалифицированным специалистам. При самостоятельном проектировании можно воспользоваться калькулятором расчета или различными таблицами, внимательное использование которых поможет избежать ошибок при расчетах стропильной системы.
↑Виды стропильных систем
Как правило, при возведении индивидуальных домов для устройства стропил используют древесину хвойных пород. Дерево легко поддается обработке, легче в монтаже, чем металл. Деревянные части стропильной системы можно, в случае ошибки в расчетах, быстро и легко заменить. Как деревянная, так и металлическая стропильная система должна прочно крепиться к стенам дома. Существуют стропильные системы из железобетона, но обычно, их как и металлические, используют на производственных зданиях большой площади.
Перед тем как рассчитать длину стропил необходимо знать ширину дома. При небольших размерах стропильные ноги не требуют наращивания, но в зависимости от конфигурации крыши, даже при небольших размерах дома может понадобиться усиление стропильных ног. Стропила бывают:
- наслонные;
- висячие.
Вид наслонных стропил более широко используется в строительстве частных домов, но бывает, что в одной конструкции крыши могут применяться, как наслонные, так и висячие стропила. В зависимости от используемого кровельного покрытия может возникнуть необходимость в усилении стропильной системы. Такие материалы, как керамическая черепица, асбоцементные листы усиленного профиля требуют повышенной прочности стропильной системы.
Обычно для стропил используется доска сечением 50х150 или 60х200мм, но в случае усиления стропильной системы можно воспользоваться брусом большего сечения, или сделать усиление стропильных ног определенным способом сращивания досок.
↑Пример расчета
Если стоит вопрос, как узнать длину стропил, то нужно вспомнить школьный курс геометрии и знаменитого Пифагора. Стропильная система состоит из треугольных конструкций, а посчитать длину диагонали в прямоугольном треугольнике может любой школьник. При расчете стропильной системы необходимо принимать во внимание:
- расчет прочности — сможет ли выдерживать балка заданную нагрузку
- расчет вероятности деформации — какую нагрузку способны выдерживать балки прогибаясь, но не ломаясь.
Согласно значениям ГОСТ, показатель прогиба стропила не должен быть большим 1/250 части длины самого стропила. Допустим, длина стропила — 5000 мм. Умножаем эту цифру на 0,004 и получаем максимальное значение прогиба равное 20 мм.
Расчет сечения стропильной ноги с помощью таблицы. Допустим, длина стропильной ноги равна 4 000 мм. Из таблицы мы видим, что для нашего случая доступны 3 варианта с разным шагом между стропилами (при расстоянии между стропилами 100см — рекомендуется использовать брус сечением 8 на 16 см и т.д. )
таблица расчета сечения стропил
↑Способы соединения (сращивания) стропил
Существует несколько методов сращивания стропил:
- соединение досок встык;
- сращивание стропил методом «косой прируб»;
- увеличение длины стропил внахлест.
Соединение стропильной ноги встык достигается путем соединения торцевых частей двух досок, обрезанных строго под углом в девяносто градусов. Место стыковки досок закрывается накладками с обеих сторон, причем, длина накладок должна быть не менее 50см.
соединение стропила встык
Дополнительные коротыши, закрывающие соединение стропил по длине, прибиваются гвоздями или длинными саморезами в шахматном порядке. Иногда соединение досок может быть выполнено с применением металлических пластин скрепляемых с древесиной при помощи болтов и гаек.
Метод косого прируба подразумевает соединение стропильных ног под углом в сорок пять градусов. Концы каждого соединяемого элемента должны быть обрезаны под углом. Приложенные друг к другу концы досок скрепляются сквозным соединением при помощи болтов, имеющих диаметр 12-14 мм.
метод косого прируба
Третий способ соединения стропил, называемый внахлест, заключается в том, что концы досок укладываются один на другой с заходом не менее метра. При этом вид среза торцов досок не играет важной роли, и может быть любым. Соединяют доски между собой или гвоздями, саморезами или болтами с шайбами и гайками все в том же шахматном порядке.
соединение внахлест
- Стропильные ноги могут быть спаренными или составными.
При возведении вальмовых крыш максимальная длина стропил наблюдается у тех, которые с торца здания образуют треугольные фронтоны. Иначе они называются накосными или диагональными. Для этого вида стропил наиболее подходящий вариант будет спаривание стропильных досок. Способ заключается в наложении двух досок друг на друга и скрепления их между собой в шахматном порядке гвоздями или саморезами по дереву. Если спаренные стропила требуется удлинить, то делается это одновременно встык и внахлест со второй частью спаренного стропила.
стропила составные
Сращивание стропил по длине можно получить, используя конструкцию составного стропила. Для этого берутся две одинаковые по размерам доски, между ними вставляются короткие обрезки доски одинаковой толщины. Длина вкладышей должна быть равной высоте двух досок или больше, но никак не меньше.
Скрепление досок между собой происходит при помощи гвоздей или саморезов, расположенных в два ряда. Использование составных стропил позволяет экономить пиломатериал, поскольку в нижней части стропила, где происходит основная нагрузка, его можно сделать усиленным ,составным из двух досок, а в верхней коньковой части оставить одну доску. Т. е. внизу стропило будет иметь толщину равную трем доскам (с учетом вкладыша), вверху толщину одной доски.
Важно помнить, что составные стропила нельзя применять в качестве накосных или диагональных стропил, при устройстве вальмовых или полувальмовых кровель.
Сращивание стропил с мауэрлатом или балками перекрытия производится путем устройства врубок и врезок. Такие соединения подразумевают под собой вход одного элемента в другой, благодаря специальной конфигурации соединения. Существуют различные виды врезок, но все они относятся к категории узлов соединения стропильной системы. Также соединяются между собой стропильные ноги в верхней части – на коньке кровли.
Возведение стропильной системы из досок обходится дешевле, чем из бруса, а прочность всей конструкции от этого не становится меньше.
Также советуем посмотреть:
novakrovlya.ru
Выбор стропильной системы — на что обратить особое внимание
Для устройства прочной кровли важны все детали, но первостепенное значение имеет качественное строительство стропильной системы. Все разновидности кровель имеют свою специфику, которую необходимо учитывать при монтаже стропил и остальных перекрытий, но есть также общие положения и правила, следование которым гарантирует соответствие создаваемой конструкции требованиям надежности.
Что лучше: дерево или металл?
Дерево
Основным материалом для изготовления стропил является дерево. Его популярность обусловлена легкостью, доступностью в ценовом плане, простотой монтажа.
Для строительства деревянных перекрытий используют брусы из дерева хвойных пород, хотя распространенным вариантом являются также доски. Сказанное относится к строительству жилых частных домов. При возведении многоэтажных зданий и строений промышленного назначения в большинстве случаев предпочтение отдается металлическим конструкциям.
Смотрите на нашем сайте как выглядит алюминиевая фальцевая кровля и читайте всё о технологии её устройства.
Полезную информацию о пластиковых отливах и цены на них вы найдете здесь.
Для увеличения длительности срока службы деревянной стропильной системы до начала работ по монтажу их обрабатывают особыми антибактериальными (для защиты от гниения, поражения насекомыми) и антипиретическими (для предупреждения возгорания) составами. Их наносят обычной малярной кистью.
Преимущества деревянных стропил:
- Легкость конструкции. Обладая достаточной прочностью для эксплуатации, деревянная конструкция получается намного легче металлической и железобетонной. Благодаря этому можно обходиться без устройства несущих стен повышенной прочности, которые могли бы выдерживать значительные нагрузки.
- Экономичность. Дерево намного дешевле, чем металл или бетон. Кроме того, при использовании древесины удается существенно сэкономить на строительных материалах для возведения стен.
- Длительность эксплуатационного срока. Благодаря использованию современных средств для защиты древесины от насекомых, размножения микроорганизмов, грибков и определенным способам механической защиты конструкций от воздействия влаги срок службы материала значительно возрастает.
- Удобство осуществления монтажа. При устройстве деревянных систем стропил нет необходимости в использовании специальной грузоподъемной техники. Монтаж может осуществить бригада, состоящая из 2-4 строителей. Важно и то, что при необходимости корректировки размеров определенных деталей (подрезания, подрубания, наращивания) не нужно высверливать отверстия, осуществлять сварочные работы, благодаря чему заметно сокращается длительность требуемого для проведения монтажных работ времени.
В отличие от металлических и железобетонных систем, деревянные элементы можно с легкостью подогнать к конкретному месту выполнения работ.
- Экологичность. Дерево является абсолютно безопасным, безвредным, чистым в плане экологии материалом.
- Наличие широкого ассортимента современных крепежных элементов делает использование древесины в качестве материала для стропил максимально удобным.
Металл
При устройстве кровель промышленных или многоэтажных строений использование деревянных стропил нецелесообразно. В этом случае оптимальным вариантом являются металлические конструкции. На сегодняшний день самой популярной технологией их устройства является легкий стальной каркас.
Подобные конструкции на основе тонкостенного металлопрофиля с нанесенным на него слоем цинка отличаются надежностью и долговечностью. Длительность срока их службы достигает 100 лет.
Главными преимуществами металлических конструкций являются:
- Пожаробезопасность – материалы, на основе которых изготавливаются такие системы, негорючие. В случае пожара они способны сдерживать распространение огня в течение некоторого времени, благодаря чему зачастую удается предотвратить обрушение кровли.
- Отсутствие необходимости в проведении специальной обработки материалов противопожарными и антисептическими, противогрибковыми составами.
- Длительность срока службы – обусловлена прочностными характеристиками материала и его защищенностью от гнили и коррозии.
- Легкость монтажа – для установки стропил из металла достаточно иметь под рукой обычную дрель и шуруповерт.
- Такие стропила можно возводить независимо от сезона.
- Поскольку металл способен выдерживать большие нагрузки, в качестве кровельного материала можно использовать любое покрытие.
- Металлические конструкции удобно использовать при необходимости создания перекрытий для сооружений значительной высоты и площади.
Недостатками применения металла в качестве материала для стропил являются:
- большой вес конструкции;
- необходимость применения специальной техники для доставки деталей на кровлю;
- подверженность материала деформации при высоких температурах;
- высокая цена.
Металлические системы являются оптимальным вариантом при устройстве кровель многоквартирных домов или строений коммерческого, промышленного, спортивного, хозяйственного назначения.
В области частного строительства применение металлических конструкций нерационально, поскольку из-за высокой теплопроводности материал не только не способствует сохранению тепла, но даже приводит к его утечке. Выбор дерева оказывается более выгодным с экономической точки зрения, поскольку позволяет существенно сократить энергозатраты.
Альтернативный вариант
В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами. В этом случае обязательным условием является прокладка слоя изоляционного материала между деревянными и металлическими конструкциями для предупреждения скопления конденсата в древесине и ее последующего гниения. При возведении цельных металлических конструкций посредством сваривания деталей нет угрозы гниения материала под воздействием влаги, поскольку нет участков контакта металла с деревом.
В случае использования металлических частей необходимо проводить утепление кровли, поскольку они образуют мостики холода.
Очень распространено использование конструкций из металла в качестве дополнительных опор. В таких случаях их вставляют под коньковый прогон, так как на этот участок приходится максимальное количество нагрузок.
Выбор сечения стропил
В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.
Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.
В постоянные нагрузки входят:
- общий вес элементов конструкции стропил;
- вес гидро- и пароизоляционных материалов;
- вес кровельного покрытия;
- в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.
Во временные нагрузки входят:
- максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
- вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
- вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
- вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.
Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.
В кровлях вальмового типа наряду со стропильными ногами применяют также стропила укороченного типа – так называемые нарожники. Для них необходимо производить отдельный расчет. Помимо этого, надо рассчитать также дополнительные детали системы стропил: подкосы, затяжки, ригели. На них также приходится некоторая часть нагрузки, передаваемой от стропил.
Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.
Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:
- постоянных и временных нагрузок;
- конкретного вида кровельного материала;
- типа кровельной конструкции;
- размеров строения;
- величины уклона скатов;
- особенностей климатического региона;
- качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.
При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.
В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.
При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.
Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.
Например, при угле уклона больше 45 градусов стропильный шаг будет равняться 1,2-1,4 м. Для областей с обильными осадками в зимнее время расстояние сокращается до 0,6-0,8 м с учетом возможной снеговой нагрузки.
Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.
Стропила для крыш различных видов
Самым простым типом кровель являются односкатные конструкции, стропила которых опираются на стены дома. Длина таких элементов должна быть не больше 4,5 метров. Однако есть решение проблемы перекрытия значительных площадей. В этих случаях необходимо использовать стойки или подпорки, благодаря которым такая конструкция сможет удерживаться.
Большая часть двускатных кровель внешне очень похожи, но по внутреннему строению они могут существенно отличаться. В настоящее время применяются четыре основных варианта:
- Первый предполагает применение конькового прогона, служащего опорой для стропильных ног. Усиление скатов осуществляется посредством использования подстропильных ног. Что касается прогона, то он удерживается при помощи стоек. Стойки устанавливают на лежень. По ширине подобные конструкции могут быть до 10 м.
- При втором варианте применяются подстропильные ноги, нижней частью опирающиеся на стойку конька, а верхней – на затяжку (схватку), посредством которой стропильные ноги соединяются поближе к коньку. При этом ширина кровли увеличивается примерно до 14 м.
- В третьем варианте конькового прогона нет. Он заменен расположенным под одним из кровельных скатов брусом. Применяют также затяжку, опирающуюся на лежень стойку, подстропильные ноги. Величина углов наклона подстропильных ног колеблется в диапазоне 45-53 градусов. Эта разновидность по сравнению с предыдущей не отличается особой выигрышностью в плане ширины кровли, но прекрасно подойдет в случае расположения опорной стены не в центре, а с некоторым смещением в сторону.
- При необходимости перекрытия широких построек применяются симметричные конструкции, в которых использованы два прогона. Они располагаются параллельно друг другу под стропильными ногами кровельных скатов. В таких двускатных конструкциях предполагается применение двух затяжек: функцией верхней является соединение стропил, а нижней – стоек и подстропильных ног. При этом максимальная ширина конструкции может составлять 16 м.
Величина расстояния между стропилами определяется длиной их сечения:
- при сечении 40 х 150 мм шаг будет составлять 60 см;
- при параметрах 50 х 150 мм величина достигает 90 см;
- размеры 100 х 150 мм увеличивают шаг до 215 см.
Утепление ломаной крыши изнутри: технология, материалы и полезные советы.
Чертежи конструкции мансардной полувальмовой крыши вы найдете в статье на нашем сайте.
Как выполнить гидроизоляцию кровли жидкой резиной вы узнаете по адресу https://rooffs.ru/krovelnye-materialy/zhidkaya-rezina/pravila-gidroizolyatsii-krovli.html
Что влияет на выбор угла уклона?
Основными факторами, оказывающими влияние на величину угла уклона, являются:
- Факторы окружающей среды. При выборе угла наклона учитываются климатические особенности региона, в котором ведется строительство.
- Тип кровельного покрытия. Строительные нормы определяют минимальные величины наклона для всех кровельных материалов. При их разработке были учтены снеговые, ветровые нагрузки и их воздействие на кровли с разным наклоном. К примеру, для черепичной крыши минимальным показателем является величина 22 градуса, в случае шифера она возрастает до 30 градусов и т.д.
Большое влияние на кровельную конструкцию в целом и стропильную в частности оказывает ветер. Даже небольшое увеличение угла уклона (до 30 градусов) приводит к почти пятикратному возрастанию ветровой нагрузки. Однако и слишком маленькая величина может оказать негативное влияние на сохранность кровельной конструкции, поскольку в этом случае ветер с легкостью проникает в стыки на покрытии. При сильных порывах он способен сорвать крышу.
Атмосферные осадки тоже неблагоприятно сказываются на эксплуатационных характеристиках крыши. Скапливаясь на ней, они значительно увеличивают общую нагрузку. Кроме того, при недостаточной герметичности кровельного покрытия дождевая и талая вода легко проникает в кровельный пирог, способствует гниению деревянных частей и со временем может привести к разрушению конструкции.
Грамотный подбор угла поможет избежать этих нежелательных явлений.
Снеговая нагрузка на кровлю достигает максимума при 30-градусной величине угла уклона. При увеличении показателя до 45 градусов дождь и снег совершенно не задерживаются на поверхности.
При строительстве дома в регионе с большим количеством осадков логичным является выбор 45-градусного наклона ската. При небольшом количестве осадков, но сильных ветрах оптимальным вариантом считается устройство кровли с наклоном в 30 градусов.
Чем больше угол наклона, тем больше требуется финансовых расходов на строительство.
Для определения величины угла параметры конька делятся на половину ширины здания, а полученная цифра умножается на 100. Многие специалисты для проведения расчетов пользуются особыми графиками и матрицами. Некоторые из них доступны на строительных ресурсах интернета.
ВЫВОДЫ:
- Для устройства прочной кровли первостепенное значение имеет строительство качественной стропильной системы.
- Для изготовления стропил используются дерево и металл. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы.
- В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами.
- Расчет стропил на прочность основывается на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут влиять на кровлю.
- Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от постоянных и временных нагрузок, конкретного вида кровельного материала, типа кровельной конструкции, размеров строения и ряда других факторов.
- Выбор стропил определяется также в зависимости от конкретного типа кровли.
- При выборе величины угла уклона кровли необходимо учитывать особенности региона строительства и используемый кровельный материал.
Подробнее о том, как выполняется монтаж стропильной системы крыши вы узнаете из видеосюжета.
rooffs.ru