Сечение стропила при длине 6 м

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

• Мауэрлат;
• Подкосы и раскосы;
• Боковые и коньковые прогоны;
• Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Расчет нагрузок двухскатной крыши

Перед тем, как рассчитать длину стропил двухскатной крыши и прочие параметры, необходимо определить нагрузки, приходящиеся на кровлю дома, вернее, на стропильные ноги. Их принято разделять на постоянные и переменные.

Постоянные нагрузки

Первым видом называются такие нагрузки, которые действуют на кровлю всегда (в любой сезон, время суток и так далее). К ним относится вес кровельного пирога и различного оборудования, установленного на крыше. Например, вес спутниковой антенны или аэратора. Необходимо вычислить вес всей стропильной конструкции вместе с крепежами и различными элементами. Профессионалы для выполнения этой задачи используют компьютерные программы, а также специальные калькуляторы.

Расчет двухскатной кровли основывается на вычислении нагрузок на стропильные ноги. В первую очередь нужно определить вес кровельного пирога. Задача довольно простая, необходимо просто знать используемые материалы, а также размеры крыши.

В качестве примера вычислим вес кровельного пирога с материалом ондулин. Все значения берутся приблизительно, высокая точность здесь не требуется. Обычно строители выполняют расчеты веса квадратного метра кровли. А потом данный показатель умножается на общую площадь крыши.

Кровельный пирог состоит из ондулина, слоя гидроизоляции (в данном случае — изоляции на полимерно-битумной основе), слоя теплоизоляции (будет вестись расчет веса базальтовой ваты) и обрешетки (толщина досок составляет 25 мм). Вычислим вес каждого элемента по отдельности, а потом сложим все значения.

Расчет кровли двухскатной крыши:

1. Квадратный метр кровельного материала весит 3.5 кг.
2. Квадратный метр гидроизоляционного слоя весит 5 кг.
3. Квадратный метр утеплителя весит 10 кг.
4. Квадратный метр обрешетки весит 14 кг.

Теперь вычислим общий вес:

3.5 + 5 + 10 + 14 = 32.5

Полученное значение нужно умножить на коэффициент поправки (в данном случае он равен 1.1).

32.5 * 1.1 = 35.75 кг

Получается, что квадратный метр кровельного пирога весит 35.75 кг. Остается умножить данный параметр на площадь крыши, тогда получится рассчитать двухскатную крышу.

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60 o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А W_o — параметр, выбранный по карте.

Расчет размеров стропильной системы

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

• Нагрузки из предыдущего раздела;
• Удаленность перил;
• Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Длина стропил в двускатной крыше

Теперь разберемся, как рассчитать кровлю двухскатной крыши. Для такой конструкции требуется монтаж более сложной стропильной системы.

При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.

Рассмотрим конкретный пример:

Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45 o . Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / 0.707 ≈ 4.24 метра.

К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.

4.24 + 0.5 = 4.74 метра.

На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.

Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.

Конструкция стропильной системы односкатной крыши

Для возведения небольших построек и домов нет необходимости в устройстве кровли сложной конфигурации. В качестве проектного решения может быть принята стропильная система односкатной крыши. При этом схема упрощается, но появляются некоторые нюансы.

Преимущества и особенности односкатной системы

К достоинствам можно отнести:

• простой расчет;
• уменьшение количества узлов и присоединений;
• упрощение монтажа;
• снижение затрат на древесину;
• устойчивость в ветровым нагрузкам;
• ремонтопригодность.

Односкатная крыша устойчива к внешним негативным условиям, незатратна и проста в монтаже

При решении сделать такую крышу своими руками необходимо учесть следующие ее особенности:

• необходимость возведения высоких продольных стен здания или специальных каркасов;
• сложность использования подкровельного пространства в качестве мансардного помещения;
• располагать дом или постройку на участке нужно так, чтобы в большинстве случаев ветер дул на высокую стену строения (необходимо ознакомиться с розой ветров района строительства);
• угол наклона принимается в зависимости от используемого материала покрытия.

Схема включает в себя следующие основные элементы:

• два мауэрлата;
• стропильные ноги.

Конструкция стропильной системы односкатной кровли

При больших пролетах потребуется устройство своими руками дополнительных элементов, раскрепляющих несущие балки и увеличивающие их несущую способность:

• подстропильные ноги (подкосы);
• стойки;
• прогоны;
• лежни;
• схватки.

Все элементы изготавливаются из древесины хвойных пород первого или второго сорта. Чтобы правильно выбрать наиболее подходящий материал необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• место рубки (лучше выбирать северные регионы);
• время рубки (прочнее будет дерево, срубленное в конце зимы – начале весны).

Расчет системы

Перед тем, как приступать к сборке конструкции своими руками, необходимо сделать расчет и правильно подобрать сечение всех элементов.

Устройство кровли – ответственный процесс, в котором нельзя допускать ошибок.

В зависимости от ширины здания и необходимого сечения стропильной ноги для проектируемого пролета, подбирают конструктивное решение стропильной системы.

Расчет длины стропильных ног

Подбор сечения

При возведении дома профессиональными строителями по заранее подготовленному проекту выполняется расчет по двум предельным состояниям, который определяет высоту и ширину несущих балок по двум требованиям:

• жесткости;
• прочности.

Зависимость конструкции от величины пролета

При строительстве частного дома своими руками расчет можно не выполнять, но необходимо учесть рекомендации в зависимости от пролета. Стропила на односкатной кровле всегда наслонные.

1. Пролет до 4,5 метров. Схема предполагает использования цельных стропильных ног, без раскрепления подкосами или стойками. Удобно и пользовать, если планируется устройство мансарды: позволяет увеличить свободное пространство за счет отсутствия промежуточных опор. Рекомендуемое сечение стропил при шаге 0,6 м – 50х150 мм, для шага 1,1 м потребуется увеличение до 75х175 мм.
2. Пролет до 6 метров. В этом случае все зависит от угла наклона и пролета. В некоторых случаях хватит стандартной длины доски или бруса – 6 м. При большом угле наклона и пролете приближенном к 6 м потребуется стыковать стропильные ноги по длине. В качестве дополнительной опоры предусматривают подкосы (подстропильные ноги). В месте примыкания подкоса к стропилу стыкуют ногу по длине. Рекомендуемое сечение при шаге 0,6 м – 50х200 мм, при шаге 1,1 м – 100х200 мм.
3. Пролет более 6 метров. В этом случае нужно сделать промежуточные стойки, которые возьмут на себя часть нагрузки и уменьшат провисание балки. Правильно устанавливать опоры так, чтобы каждый пролет стропильной ноги был менее 6 метров. Расчет в этом случае выполняют как для многопролетной балки с учетом промежуточных опор. При строительстве своими руками сечение берут так же как и для пролета до 6 м (предыдущий пункт). В этом случае все стропила являются составными.

Если между стропилами планируется своими руками укладывать утеплитель (теплый чердак, мансарда), то расчет учитывает минимальную высоту балок.

Толщина утеплителя не должна быть больше высоты стропильных ног для пенополиуретана, пенопласта и экструдированного пенополистирола.

Если планируется укладка минеральной ваты, то дополнительно учитывают вентиляционный зазор 5 см. Частично его обеспечивают за счет несущих балок, а частично за счет контробрешетки, которая монтируется поверх них.

Подбор шага балок

Шаг стропильных ног зависит от следующих факторов:

Таблица сечения стропил в зависимости от их длины и шага

• нагрузка на кровлю и пролет;
• тип теплоизоляционного материала;
• наличие мансардных окон.

В первом случае зависимость обратно пропорциональная. Конструкция односкатной крыши предполагает уменьшение шага стропиловки при увеличении пролета или нагрузки. Для типа утеплителя можно привести следующие рекомендуемые значения расстояния между стропилами в свету (в чистоте):

• пенопласт и экструдированный пенополистирол – 0,6 м;
• минеральная вата – 0,58м;
• пенополиуретан – шаг не зависит от утеплителя.

При проектировании мансарды и использовании в качестве источников света мансардных окон потребуется в местах их установки обеспечить шаг стропил на 4-6 см больше ширины окна.

Угол наклона

Угол наклона ската кровли

В зависимости от используемого типа кровельного покрытия допускается принимать разные углы наклона ската кровли. Ниже приведены значения для наиболее распространенных материалов. Важно помнить, что чем круче скат, тем меньше вероятность протечки и нагрузка на элементы, но это усложняет строительство и требует возведения высокой продольной стены.

1. Керамическая черепица. Оптимальный угол наклона – 30-45 градусов, допустимый – 12-65 градусов.
2. Битумная (мягкая) черепица. Оптимальный – 20-45 градусов, допустимый – от 6 градусов.
3. Металлическая черепица. Оптимальный – 20-45 градусов, допустимый – от 12 градусов.
4. Оцинкованная кровельная сталь. Допустимый – от 14 градусов.
5. Шифер. Допустимый – 6-27 градусов.

Чем меньше угол наклона, тем меньше расход материалов на возведение, но при этом увеличивается нагрузка на кровлю и вероятность протечек.

Порядок выполнения работ

После того, как расчет завершен приступают к покупке материала и сборке конструкции.

1. Обработка элементов антисептиком. Можно выполнить уже после установки в проектное положение, но если планируется хранить древесину, нужно обработать сразу после покупки.
2. Гидроизоляция мест соприкосновения материалов с различными свойствами. В месте укладки мауэрлатов на кирпичную или бетонную стену нужно уложить слой рубероида, линокрома или гидроизола.
3. Укладка мауэрлата и закрепление его на стене. Можно выполнять на проволоку, скобы, шпильки, анкерные болты.
4. Укладка стропильных ног. Закрепление их на мауэрлат. Можно крепить с применением скоб, гвоздей или уголков на саморезы.
5. Монтаж гидроизоляции и обрешетки.
6. Укладка утеплителя.
7. Кровельное покрытие.
8. Монтаж нижней обрешетки и обшивки потолка.

Важно грамотно подобрать схему односкатной кровли, сечения элементов, шаг стропил и угол наклона. Соблюдение технологии выполнения работ своими руками обеспечит надежность и долговечность конструкции.

Как правильно рассчитать количество пиломатериала для строительства крыши своими руками

Вряд ли среди читателей нашего блога найдутся те, кому нравится возить материал для каркаса крыши от поставщика по одной доске или, наоборот, после окончания строительства дома своими руками думать, куда деть лишних 2 кубометра пиломатериалов.

Предлагаем вспомнить детство, уроки математики и решить простейшую задачу, ответом на которую станет расчет пиломатериалов для строительства вашей крыши.

Условия задачи

Предположим, что у вас есть дом, на который необходимо водрузить крышу. Будет она двускатной, ширина одного ската 6м, а высота – 5 м.

Задача – рассчитать количество пиломатериалов, потребных для строительства каркаса крышиi , а именно : для стропил, обрешетки, ветровой доски, усиления обрешетки для конька и шипца.

Для упрощения задачи расчет будет вестись для одного ската. Ну и, конечно же, будем рассчитывать потребность в материалах для дальнейшего покрытия кровли ондулином.

Последнее условие крайне важно – размеры сечения элементов крыши напрямую зависят от веса кровельного материала. Игнорирование этого показателя может привести к разрушению не только крыши, но и стен дома. Не стоит рисковать.

Варианты решения задачи

Казалось бы, самый простой вариант решения – найти в интернете программу для расчета, заложить в нее данные, попить чайку, получить готовый расчет и радостно побежать покупать необходимые пиломатериалы.

Вариант, безусловно, хорош. Но программа не учитывает особенностей конкретной крыши:

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

— необходимости устройства дополнительной обрешетки (например, для монтажа ендовы);

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Рассчитываем количество пиломатериала для стропил

Поскольку мы решили класть на кровлю самый легкий и удобный в монтаже материал – ондулин – можно выставлять стропила с шагом в 600 мм по центрам. Берем калькулятор, делим ширину крыши на шаг, получаем цифру десять. Добавляем еще одно стропило на край крыши. Следовательно, нам необходимо 11 стропил длиной 6 мм.

Рассчитываем количество пиломатериала для обрешетки

Если крыша, на которой выполняется монтаж ондулина, имеет уклон более 15 градусов, обрешетка монтируется с шагом 600 мм по осям. Путем простейших математических расчетов, прибавив одну полосу обрешетки для крепления конька, получаем, что нам необходимо 54 погонных метра бруса.

Рассчитываем количество пиломатериала для ветровой доски

Тут все просто. Длина ската 6 метров. Необходим напуск не менее 70 мм внизу и примерно 100 мм вверху для зарезания и аккуратного стыка с ветровой доской второго ската. Итого не оба края ската необходимо 12.4 погонных метра ветровой доски.

Рассчитываем объем необходимых пиломатериалов

Для начала определимся с сечением необходимых пиломатериалов. Поскольку мы взяли самый легкий кровельный материал – ондулин — для стропил достаточно будет бруса сечением 150х150мм. Для обрешетки возьмем наиболее распространенный в России брус сечением 50х50мм. Ветровую доску сделаем сечением 25х150 мм.

Дабы наш уважаемый читатель при расчетах не нервничал, путаясь в знаках до и после запятой, размещаем две таблицы. Они помогут вычислить необходимый объем.

Небольшое отступление. В настоящее время большинство пиломатериалов производящихся в России имеют длину 6 м. Пилят, конечно, и другие размеры. Но в основном на заказ. Поэтому мы предположим, что на ближайшей лесопилке есть только шестиметровый пиломатериал. Именно его объемы приводятся в таблицах.

Таблица количества бруса в кубическом метре пиломатериалов.

Размер бруса (мм)

количество брусов при длине 6 м в кубометре пиломатериалов

Стропильная нога – как рассчитать и крепить?

Строительство дома всегда оканчивается возведением крыши, которая предполагает обязательное устройство стропильной системы. Конструкция эта включает в себя стропильные ноги, мауэрлат, затяжки, подкосы, нарожники, шпренгели, стойки, обрешетка и прочие элементы, обеспечивающие прочность и жесткость всей системы.

В разных конструкциях крыш стропильная нога может называться рядовым стропилом или диагональной (накосной) стропильной ногой т требует расчета на прочность. Расчет стропильной системы основывается на сборе постоянных и временных нагрузок, которые будут действовать на крышу.

• вес всех элементов стропильной конструкции;
• вес паро- и гидроизоляционных материалов;
• вес кровельного материала;
• вес отделочных материалов потолка, при наличии мансардных помещений.

• снеговая и ветровая нагрузка для данного региона;
• вес людей, обслуживающих кровлю вместе с инструментом;
• вес инженерного оборудования, устанавливаемого на крыше (вентиляционные системы, дымоходы, аэраторы, зенитные фонари и пр.);
• вес переходных мостиков, ограждения, трапов, необходимых для ремонта и дальнейшей эксплуатации крыши.

Характеристики стропильных ног

На основании полученного значения нагрузок делается расчет стропильной ноги, её длина и поперечное сечение, в зависимости от выбранного материала, вида крыши и типа стропил – наслонных или висячих. Некоторые виды сложных крыш могут содержать и те и другие.

А в вальмовых кровлях, кроме стропильных ног используются еще и укороченные стропила, которые называются нарожниками и требуют так же своего расчета. Кроме этого в расчете нуждаются все дополнительные элементы стропильной системы, такие, как затяжки, подкосы, стойки и ригели, поскольку на них приходится определённая нагрузка, передающаяся от стропил.

выбор сечения и длины стропильной ноги

Длина стропильной ноги зависит, прежде всего, от размеров здания, а также от уклона скатов кровли, который получается от выбранной формы крыши. Обычно, длину стропила стараются делать не более 6 м, так весь пиломатериал, поступающий в продажу, имеет именно эту максимальную длину. Но случается, что размеры дома требуют стропил большей длины, в этом случае их наращивают. В основном длинные стропильные ноги бывают у накосных (диагональных) стропил, при возведении вальмовых или полувальмовых крыш.

На выбор сечения стропильной ноги оказывают влияние множественные факторы:

• нагрузки постоянные и временные;
• вид кровельного материала;
• уклон скатов;
• тип крыши;
• размеры дома;
• климатические условия;
• качество материала для изготовления стропильных ног.

Для устройства крыши используют древесину хвойных пород. Но, при выборе необходимо следить, чтобы не попадались доски или брусья с синевой, множеством больших сучков.

Влажность древесины должна составлять не более 20-22%, поскольку слишком влажное дерево, по мере высыхания будет изменяться в размерах, а это в свою очередь может привести к нарушению герметичности кровли и другим негативным последствиям.

Лучше всего, если расчет стропильной системы будет производить специалист. В настоящее время достаточно фирм, которые предлагают такие услуги.

Можно самостоятельно рассчитать стропильные ноги, размеры и длину, если воспользоваться готовыми калькуляторами в интернете. Стоит только ввести в программу нужные размеры, а программа сама уже выдаст готовый результат сечения, длины и шага стропил.

шаг между стропилами

В строительстве частных жилых домов, как правило, используются доски сечением 50х150 мм при изготовлении стропил крыш любой конфигурации. Шаг стропильных ног равняется примерно 1 метру, в зависимости от выбранного вида кровельного материала, количества снега в зимнее время и уклона крыши.

Так, для крыш, уклон которых составляет более 45 градусов, шаг стропил выбирается в пределах 1,2-1,4 м, а для регионов с большими снежными нагрузками это расстояние будет 0,6-0,8 м.

Также следует обращать внимание на тип кровельного материала. Самым тяжелым считается натуральная черепица. Сечение стропильных ног соответственно будет увеличиваться, если будет большая длина стропильных ног и их шаг.

Особенности монтажа стропильных ног

Крепление стропильных ног к мауэрлату самый ответственный момент во всей постройке крыши. От правильности выполненного соединения стропил и мауэрлата зависит прочность всей конструкции крыши.

Существует два способа крепления – скользящее и жесткое, каждое из которых подходит под определённый вид стропил – висячих или наслонных.

Жесткое крепление исключает любые подвижки, повороты или изгибы стропил. Это достигается изготовлением запилов на самом стропиле и последующем закреплении стропильной ноги с мауэрлатом при помощи металлических скоб, проволоки или длинных гвоздей, а также с использованием металлических уголков.

Скользящее соединение, или как его часто называют «шарнирное», может иметь две степени свободы. Такое соединение часто используется при строительстве деревянных домов, чтобы дать крыше свободу постепенно оседать на сруб, который в течение нескольких лет может давать усадку. В этом случае соединение стропильных ног на коньке не делается жестким. Сама стропильная нога при скользящем сопряжении соединяется с мауэрлатом с помощью запила и укреплением с боков двумя гвоздями, забиваемых наискосок, по отношению друг к другу или путем забивания одного гвоздя сверху вниз в стропильную ногу с проникновением в мауэрлат.

Другие способы – использование металлических пластин, в которых имеются отверстия для гвоздей или соединение стропила и мауэрлата металлическими скобами.

При строительстве вальмовой крыши диагональная стропильная нога часто получается больше 6 метров в длину, поэтому требует наращивания.

спаренное стропило

Это достигается спариванием двух досок, которые применяются при устройстве обычных стропил. Диагональные стропила всегда длиннее рядовых, к тому же они испытывают нагрузку в полтора раза превышающую ту, которая приходится на обычные стропила, так как на них опираются еще и накосные ноги.

Чтобы сделать усиление стропильных ног, для них устраивают подкосы, имеющие вид вертикальных стоек. Обычно устанавливают не больше двух стоек. Для усиления накосных стропильных ног так же устанавливают стойку или подкос. Стойка должна опираться на на деревянную подкладку, которая располагается непосредственно на перекрытие, если это железобетонная плита, или на затяжку, которая может одновременно являться потолочной балкой перекрытия.

Подкосы опираются на лежень и ставятся под углом 45-50 градусов. Угол установки подкоса может изменяться, главная задача подкосов – это максимальная возможность принят на себя нагрузку от стропила.

Расчет стропильной системы – делаем крышу надежной

Прочность крыши напрямую зависит от того, насколько точно сделан расчет стропильной системы, в которой имеет значение и угол наклона скатов, и длина, равно как и сечение балок.

Выбираем стропильную конструкцию

Прочность крыши определяется не только материалом, из которого сделаны стропильные ноги, но и схемой их сборки. К примеру, кто-то может решить, что металлические фермы будут самым надежным решением для настила кровли, однако следует помнить, что это создаст добавочную нагрузку на стены и фундамент, которые придется усиливать. Поэтому зачастую для стропил используют пиломатериалы, среди которых можно выделить брус, доски, а также планки разного сечения для обрешетки. Реже применяется кругляк.

Древесина достаточно прочна, но очень важно соразмерять площадь кровли с длиной и сечением опорных элементов. Именно поэтому мауэрлат (опорные горизонтальные балки по верхнему краю стен вдоль всего периметра дома) выбирается с большим запасом прочности. Кроме того, все части стропильной системы рассчитываются так, чтобы они выдерживали их собственный суммарный вес вместе с кровлей и дополнительной временной нагрузкой (длительной или непродолжительной). Все это должно быть учтено непосредственно в проекте дома.

Независимо от конструкции в ней используются только определенные элементы, а именно: стропильные ноги, стойки, устанавливаемые под углом подкосы, коньковая балка. Также необходимы ригели и подбалочники, которые обеспечивают жесткость каркаса крыши. Но поскольку основополагающим фактором является площадь кровли и ее наклон, расчеты ведутся только относительно стропил: их длины, сечения и угла к горизонту, а также расстояния между ними. Известно, что лучше всего оказывает сопротивление нагрузкам треугольник, поэтому именно эта фигура образуется с помощью ригелей, устанавливаемых в качестве поперечин между стропилами двускатной кровли.

Определение угла наклона скатов

На данном этапе можно обойтись без формул, поскольку покатость крыши зависит от того, какой кровельный материал будет на нее настелен. То есть существуют определенные диапазоны углов наклона крыши, допустимые для жесткого или мягкого покрытия, тяжелого или легкого. Также играет роль климатический фактор – чем больше осадков выпадает за год в вашей местности, тем круче должен быть угол скатов, в идеале – в пределах от 45 до 60 градусов. И, напротив, там, где сильные ветры, нужно сделать уклон как можно меньше.

Если вы планируете укладывать на обрешетку профнастил, то с учетом сравнительно небольшого веса материала, максимальный угол стропил можно сделать до 35 градусов. Что касается минимального наклона, нежелательно делать его меньше 12°. Для металлочерепицы максимальный угол крутизны скатов соответствует 27°. Минимальная крутизна поверхности для шифера не должна быть больше 22°. Мягкую кровлю можно уложить с наклоном от 6° до 15°. Лучше всего зависимость углов скатов от материала и соответствие градусов процентам определять по таблицам.

Таблица выбора материала по углу уклона кровли

Размеры доски для стропил

Несмотря на кажущуюся простоту, строительство стропильной системы – очень сложный процесс, который требует определенных математических расчетов. Здесь важно подобрать правильные размеры доски для стропил. С одной стороны, это обеспечит надежность конструкции, с другой – позволит более рационально использовать древесину и избежать ненужных финансовых затрат.

Доска и брус – это два основных материала, которые используются для стропильной системы. Брус является наиболее оптимальным вариантом, но так как стоимость его на порядок выше, чем стоимость доски, то в целях экономии ряд дополнительных элементов стропильной системы изготавливают из более дешевой доски.

Расчет параметров

Точный расчет основных параметров доски для стропил очень важен. От них напрямую зависит прочность конструкции – если использовать доски недостаточного сечения, конструкция может обрушиться под весом кровельного материала или снега. Слишком толстая доска тоже не рекомендуется – такой материал стоит дороже, к тому же создает дополнительную нагрузку на фундамент и стены.

Толщина

Для изготовления стропил обычно используют доски толщиной 40-60 мм. Доски с сечением 40 мм применяются только для хозяйственных построек: гаражи, сараи и так далее. Для крыш домов используется доска с толщиной 50 мм и более.

Сечение

Сечение имеет следующую формулу: S=b*h. В данном случае b – это ширина доски, а h – это ее толщина. Сечение доски должно быть пропорционально ее длине.

Таблица для подбора сечения относительно длины

В том случае, если стропило наращивают, сплачивая между собой две доски, то участок сплачивания должен быть не менее, чем 500 мм. При этом рекомендуется установить его как можно выше к коньку.

Зависимость сечения от шага установки

Шаг установки стропил – это очень важное условие, которое оказывает влияние на сечение доски. Чем больше расстояние между стропилами, тем толще требуется доска и, наоборот – при достаточно частом шаге можно использовать доски меньше толщины.

Таблица соотношения шага стропил к сечению

Как рассчитать точные параметры доски

Все предоставленные выше характеристики являются усредненными данными, на которые можно только примерно ориентироваться, но ни в коем случае нельзя полностью полагаться, особенно при создании стропильной системы для крыши жилого дома. Полный и максимально точный расчет производится посредством сложных математических формул или в специализированных компьютерных программах, где учитывается ряд дополнительных факторов. К этим факторам относятся ветровая и снеговая нагрузка, материал древесины, угол наклона стропил, материал кровельного покрытия и множество других. Только с их учетом можно получить полный расчет прочности и расчет вероятности деформации кровельной системы.

Советы по выбору доски

Помимо расчета сечения и толщины доски, следует быть внимательным при выборе самого материала. Прежде всего, доска должна иметь показатель влажности, не превышающий 18% – в противном случае со временем ее поведет, нарушится геометрия всей конструкции, возникнут дополнительные напряжения.

Также доска не должна иметь дефектов. Допускается наличие небольших несквозных трещин и сучков (не более трех сучков с диаметром до d=30 мм на погонный метр), размочаливание концов доски и тому подобное. Такой материал либо вообще нужно отбраковать, либо использовать в крайнем случае для тех элементов, которые не относятся к основным и несущим.

Калькулятор расчета односкатной крыши

При расчете односкатной крыши онлайн-калькулятором можно определить не только угол наклона ската, но и размер и расход стропил и других необходимых материалов. Основой для расчетов является технический кодекс ТКП 45-5.05-146-2009 «Деревянные конструкции» и строительные нормы и правила (СНиП) «Нагрузки и воздействия».

Результаты расчетов

Функциональные возможности строительного калькулятора

Конструкция односкатной крыши находится в прямой зависимости от типа кровельных материалов, которые на сегодняшнем рынке стройматериалов представлены керамической, битумной, металлической черепицей, ондулином, шифером и другими покрытиями для крыши. Определение параметров односкатной крыши с помощью онлайн-сервиса принимает в расчет все существующие виды покрытий.

Введение параметров крыши необходимо выполнять в одноименных единицах измерения. При получении в результате вычислений смешанных дробей нужно число округлять до целых в сторону увеличения расхода материала.

Алгоритм расчета односкатной крыши предполагает выполнение следующих действий:

1. Введение параметров крыши – ее ширины A, длины D, высоты подъема B, длины переднего, заднего и боковых свесов, обозначаемых в расчете соответственно C и E. В результате подсчета программа выполнит расчет угла наклона односкатной крыши и подскажет, будет ли подходящим выбранный материал для крыши с таким наклоном. Рассчитанная поверхность кровли со свесами будет тождественна количеству необходимого подкровельного и кровельного материала.
2. Онлайн-расчет стропильной системы производится после введения материала – вида древесины. При нажатии клавиши «Рассчитать» калькулятор выдаст параметры деревянной конструкции – длину стропил, рекомендуемое минимально возможное их сечение, общее количество стропил, их примерный вес.
3. Расчет количества обрешетки включает: ширину и толщину доски и расстояние между отдельными досками обрешетки, количество рядов обрешетки, ее примерный вес.
4. Расчет снеговой нагрузки предполагает выбор региона на предоставленной карте Евразии, где предполагается возведение постройки. Программа рассчитывает максимально возможную нагрузку на кровлю заданных параметров и сравнивает ее с нормативной величиной, характерной для данной области
5. Расчет ветровой нагрузки производится в зависимости от региона, определяемого по карте ветровых нагрузок, вида местности – открытая, закрытая или городская застройка, высоты до конька здания. В областях со значительной ветровой нагрузкой конструкцию крыши выполняют с небольшим углом наклона.

Методика самостоятельного расчета односкатной крыши

При возведении дома с односкатной крышей в первую очередь необходимо определиться с углом ее наклона, опираясь на характеристики кровельного материала. Так, для шиферной крыши этот угол должен быть не больше 35 градусов, оптимальный уклон односкатной крыши из профнастила – 20 градусов, крыша из фальца характеризуется этим показателем в значениях от 18 до 35 градусов, рубероид – 5 градусов.

a) Применяя знания школьной программы по геометрии, сначала определяется высота поднятия фасадной стены крыши с углом наклона 20 градусов.

L ф. ст.= Bх tg 20 = 6 х 0,36 = 2,16 м,

где: В – ширина дома, равная в нашем примере 6 метрам;

0,36 – значение тангенса угла 20 градусов, определенное по таблицам Брадиса.

b) Для вычисления длины стропильной ноги используется формула:

L cт. н. = L ф. ст : sin 20 = 2,16 : 0,34 = 6,35 м,

где: 0,34 – значение синуса угла наклона крыши в 20 градусов.

С учетом величины свесов, имеющих длину по 0,5 м каждый (и передний и задний), общая длина стропильной ноги выразится значением:

c) Площадь кровли и необходимое количество кровельного материала вычисляется по формуле:

S = L ст. н. общ. х В = 7,35 х 6 = 44,1 м², принимаем 45 м².

d) Количество изоляционного материала рассчитывается, принимая во внимание его длину – 15 метров и ширину 1 метр. Т. о. площадь рулона будет составлять: 15 х 1 = 15 м².

Значит, для укладки под кровлю такого материала необходимо:

45 : 15 = 3 рулона.

Для укладки внахлест запас материала принимается 10%, т. е.:

S из. мат = 3 х 1,1 = 3,3 рулона. Принимаем 4 рулона с запасом.

e) Расчет количества стропил производится исходя из шага стропильных ног. Например, для металлочерепицы рекомендуемыми значениями этого расстояния являются 60–95 см, выбираем 0,95 м. Для односкатной крыши длиной ската 9 метров стропил длиной 7,35 м и сечением 150 х 50 мм понадобится:

Lската : 0,95 = 9 : 0,95 = 9,47 шт. Принимается 10 стропил.

f) Количество сплошной обрешетки из влагостойкой фанеры будет равно площади кровли, т. е. 45 м².

Грамотный расчет односкатной кровли обеспечит привлекательный эстетичный вид будущего здания. Однако высокая крыша тоже имеет своих почитателей, хотя в материальном плане более экономичным видом является крыша с одним скатом.

Стропила. Расчет. Таблица

Узнайте все о строительстве из дерева

• все категории
• Общая информация 367
• Бани, сауны 176
• Беседки, перголы, маф. 177
• Дома из sip-панелей 43
• Каркасные дома 139
• Клееный брус 66
• Композит 0
• Крепеж, комплектующие 46
• Крыши из камыша, земли 17
• Отели, гостевые, кафе 134
• Оцилиндрованое бревно 22
• Проекты,архитекторы 426
• Профилированный брус 41
• Саман, глина-солома 40
• Средства защиты дерева 61
• Сруб дикий 42
• Утеплители 63
• Церкви 37
• Экодом 91
• Эксклюзив 574

Крыши с наслонными 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 15-20 см или доска толщиной 40-60 мм.

Конструкция стропил определяется с учетом:

Диаметр бревна, см

Высота досок для брусьев при их толщине, см

При удельной нагрузке на 1 пог. м длины стропил, кг

Сечение стропил, см

Длина стропил, см

Пример расчета сечения стропильной системы.

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).

— вес снегового покрова на горизонтальную плоскость Рсн. н — 100 кг/м2;
— уклон крыши — 30о;
— кровля будет выполняться — из волнистых асбоцементных листов;
— длина перекрываемого пролета или длина стропильной ноги (до подкоса) — 3,5 м;
— расстояние между стропилами ( 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 принимается по таблице 2 — графа 5 и строка 5;

Тяжесть 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 стропильной системы.

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 — срез стропил (при шаге — 1,2 м и длине перекрываемого пролета 3,5 м) — из круглого леса принимается диаметр — 14 см;

если стропила будут выполняться из пиломатериала, то принимается брус размером 8 х 16 см или по этой же строке на Ваш выбор.

Требования к подготовке элементов стропильной конструкции. Нагрузки учитываемые при расчёте стропильной конструкции: ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, эксплуатационная нагрузка. Сечение стропил и других элементов стропильной группы.

Требования к подготовке элементов стропильной конструкции. Современные материалы для стропильной системы дома.

Нагрузки воспринимаемые стропильной конструкцией.

Снеговая нагрузка.

Полное расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле,

S=Sg*µ

где, Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице,
µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Расчётное значение веса снегового покрытия Sg принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации.

Таблица определения снеговой нагрузки местности.

Ветровая нагрузка.

Фрагмент карты ветровых нагрузок РФ.

W=Wo*k

где, Wo — нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ,
k — коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

Таблица определения ветровой нагрузки местности.

Таблица определения коэффициента k применительно к коттеджному строительству.

Высота здания в метрах

5 Подбор сечений стропил и других элементов стропильной конструкции.

Сечение бруса, используемого для изготовления стропил, зависит от длины элемента, шага установки стропил, расчётной величины нагрузок, угла наклона крыши.
Для примера приведены значения шага установки стропил для сечения бруса 45*240мм, распределённой нагрузки 250 кг/м2, угла наклона 35°, для различных значений пролёта между опорами.

Допустимый шаг установки стропил сечения 45*240 мм (м)

Длина стропила (м)

Допустимый шаг установки стропил сечения 45*240 мм (м)

Длина стропила (м)

Сечения LVL бруса других элементов стропильной системы крыши.

Брус мауэрлат — 100х150мм.
Диагональные хребтовые и ендовые ноги — блок из двух брусов 45х300мм или 45х240мм.
Коньковые прогоны — 45х240мм.
Подкосы, стойки — блок из двух брусов 30х100мм.
Кобылки, доски карнизного короба — 30х100мм.
Лобовые доски — 30х200мм.
Пошаговая обрешётка — 45*45мм.
Контррейка — 30х50мм.

Кровельные узлы стропильной конструкции.

Узел крепления стропильной системы к стенам здания.

На ниже приведённом рисунке показан пример крепления стропильной системы к внешним стенам дома, возведённых из поризованной керамики 11,1 нф Керакам СуперТермо (380мм).
В качестве кровельного материала показана цементно-песчаная черепица, официальная гарантия производителя на которую составляет 30 лет, в эконом сегменте кровля из цементно-песчаной черепицы оказывается лучшим вариантом по соотношению цена-качество.
Перед установкой бруса мауэрлат необходимо отлить монолитный армированный пояс, для распределения нагрузки на стены, а также обеспечения более прочного, надёжного основания под крепление мауэрлата.
На разрезе 1-1 показано устройство кровельного пирога в варианте одноконтурной вентиляции, с применением в качестве гидроизоляции супердиффузионной мембраны.
В качестве теплоизоляционного слоя предложен утеплитель нового поколения URSA PureOne, связующим волокон в котором вместо фенол-формальдегидных смол применена акрил-латексная композиция, благодаря которой существенным образом улучшены физико-механические свойства утеплителя, ещё одним важным преимуществом PureOne является его абсолютная экологическая чистота, что подтверждается заключениями ряда учреждений.

Ендовая диагональная нога выступает опорой стропильных ног, поэтому к ней предявляются повышенные прочностные требования, как правило, конструкция балки представляет собой блок из двух брусов LVL сечением 45*300мм.
Перед укладкой материалов ендового узла, необходимо устроить сплошной настил из доски. Ендова одно из самых уязвимых мест в кровле, поэтому к подбору и последовательности укладки материалов следует подходить с особой тщательностью.
На рисунке ниже показана конструкционная схема стропильного узла ендовы, в качестве материала кровли показана цементно-песчаная или керамическая черепица.

Опорой стропильных пар в коньковом узле стропильной системы, построенной с применением LVL материалов, выступает коньковый брус 45*240мм, с закреплёнными на нём держателями балки.

Фронтонный свес стропильной конструкции защищает фасад дома от атмосферных осадков. Наиболее распространённая величина выноса фронтонного свеса 650мм. В качестве подшивки свеса применяют виниловый не перфорированный софит, с дополнительным креплением в брусок поз.5.

В тех случаях, когда шахта дымохода имеет ширину большую, нежели чем шаг установки стропил, стропило устанавливается через ригель, смонтированный между крайними стропилами (см. рисунок).
Расстояние между ригелем и шахтой заполняется теплоизоляцией с индексом глрючести НГ (например, минераловатная теплоизоляция URSA PureOne).
На рисунке ниже показан вариант обмуровки шахты дымохода облицовочным кирпичом, для реализации такого варианта применяется несущая консольная плита см. рисунок.
Современные дымоходы включают в конструкцию слой теплоизоляции. Газовые отопительные котлы работают в циклическом режиме, при этом температура отводимых дымовых газов, как правило, не превышает 200°. Каминные топки работают с поглощением большого объёма холодного воздуха. Всё вышесказанное указывает на то, что в месте прохода шахты дымохода через стропильную систему крыши температура на поверхности шахты не превысит 50°. Поэтому согласно нормативных документов минимальное расстояние между шахтой дымохода и горючими конструкциями (деревянные изделия) должно составлять не менее 50 мм, для негорючих материалов 20 мм.
В качестве дымохода на рисунке показан вариант применения керамической дымоходной системы Schiedel, по соотношению стоимость/потребительские характеристики занимающей бесспорное первое место. На рынке также представлены сэндвич дымоходы с применением нержавеющей стали, но по затратам они окажутся сопоставимыми с керамическими сэндвич системами, при этом гарантийный срок эксплуатации дымоходов из нержавеющей стали, как правило, не превышает 10 лет, для сравнения, официальная гарантия на керамическую дымоходную систему Schiedel 30 лет.
Сравнение сэндвич системы из нержавеющей стали и керамики рассмотренно в статье Сколько стоит дымоход?