Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаг стропил: как правильно рассчитать

Шаг стропил: как правильно рассчитать

Стропила, или иначе стропильные ноги, являются скелетом кровли.


Ее основой.

И поэтому от того, насколько правильно рассчитаны параметры стропильной системы, насколько правильно выполнен ее расчет и монтаж, зависит жизнеспособность крыши.

В зависимости от того, какой планируется одна из функций крыши: мансарда или холодный чердак, какой кровельный материал предстоит использовать, стропильная система может меняться.

Если предстоит на жилой дом уложить натуральную черепицу, то система стропил должна быть усиленная.

А если предстоит уложить профнастил на сарай, то подойдет и облегченная система.

С точки зрения геометрии стропильная конструкция является набором треугольников.

Для того, чтобы изготовить стропильную систему нужного размера необходимо знать:

  • угол наклона скатов;
  • сечение доски, из которой изготавливают стропильные ноги;
  • их длину;
  • шаг стропил;
  • размеры разных опорных элементов.

Одним из важнейших показателей, который оказывает большое влияние на прочность системы и ее устойчивость, является шаг стропил.

То есть, расстояние, на котором они располагаются друг от друга.

Для частных жилых домов эта величина, как правило, принимается от 60 до 100 сантиметров.

На величину расстояния между стропильными ногами оказывают влияние очень большое количество всевозможных факторов.

Поэтому требуется выполнение точного расчета этого параметра.

Производят расчет в такой последовательности:

  1. Измеряют длину ската крыши. Затем следует разделить полученную величину на примерный шаг стропильных ног.
  2. К полученному значению следует прибавить единицу и округлить в большую сторону полученное число до ближайшего целого числа . Таким способом произведен расчет количества стропил для одного ската крыши определенной длины.
  3. Теперь имеющуюся длину ската следует разделить на полученное количество стропильных ног. Получаем точное расстояние между ними.

Которое и принято называть шагом.

  • Ось всегда проходит по центру стропила.
  • Даже если длина ската будет одинаковой.

    Устройство крыши

    Главным элементом мансардной крыши является стропильная система. Это своего рода каркасное сооружение, которое берет на себя нагрузку от кровли, служит основанием перекрытий и обеспечивает необходимую форму крыши. О дизайне мансарды вы можете прочитать здесь.

    В стропильной системе мансарды имеются следующие элементы:

    • Мауэрлат. Этот элемент служит основанием для всей конструкции кровли, прикрепляется по периметру стен сверху.
    • Стропила. Доски определенного размера, которые прикрепляются под необходимым углом и имею опору в мауэрлат.
    • Конек. Это обозначения места схождения стропил в верхней части.
    • Ригели. Располагаются в горизонтальной плоскости между стропилами. Служат элементом сцепления конструкции.
    • Стойки. Опоры, которые располагают в вертикальном положении под коньком. С их помощью нагрузка передается на несущие стены.
    • Подкос. Элементы, располагающиеся под углом к стропилам для отвода нагрузки.
    • Лежень. Аналогичен мауэрлату, только располагается на внутреннем несущем перекрытии.
    • Схватка. Брусок, расположенный вертикально между опорами.
    • Обрешетка. Конструкция для установки кровли.

    Устройство двускатной крыши

    Стропила для разных видов крыш

    В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

    Стропила для односкатной крыши

    Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

    Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

    Стропила для двухскатных крыш

    Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

    Стропила для вальмовой кровли

    Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

    Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

    Особенности стропил четырехскатной крыши

    К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

    Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

    Стропила для ломаной кровли

    Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

    Расчёт наслонной стропильной ноги

    Между стропильными ногами допускается шаг 1,0–1,5 м. Сечение их определяется по расчёту, исходя из прочности, а также жёсткости конструкции. Для этого определяется расчётная постоянная нагрузка на стропилу, включающая в себя расчет постоянных нагрузок на один погонный метр кровли и снеговую нагрузку.

    Схема распредеения нагрузки по стропильной ноге: α — угол наклона кровли, q — общие постоянные нагрузки, q н — нормальная нагрузка

    Исходными данными для расчета принимаются:

    • шаг установки стропильных ног;
    • угол наклона кровли;
    • ширина и высота крыши.

    Выбор параметров, а также подбор большинства коэффициентов зависит от материала кровельного покрытия и подробного состава кровельного пирога.

    Для наклонных кровель постоянные нагрузки рассчитываются по формуле:

    Стропильная нога рассчитывается также на жёсткость (прогиб). Здесь используется нормативная нагрузка:

    • α — угол наклона кровли;
    • n, nc — коэффициенты надёжности для нагрузок от снега — 1,4, нагрузок от крыши — 1,1;
    • g — вес 1 м 2 , который воспринимает стропильная нога (кровля, обрешётка, стропила);
    • S — нормативная снеговая нагрузка;
    • а — шаг стропильных ног (по оси).

    • Sg — вес снега на 1 м 2 , который зависит от климатического района;
    • се — коэффициент сноса снега за счёт влияния ветра и других атмосферных воздействий, зависит от режима эксплуатации кровли;
    • ct — термический коэффициент.

    Коэффициенты се и ct принимаются согласно требованиям СП 20.13330.2011 раздел 10 «Снеговые нагрузки» в соответствии с 10.5 и 10.6. Для частного дома со скатной крышей с уклоном кровли свыше 20° коэффициенты се и сt равны единице, следовательно, формула снегового покрова:

    µ — коэффициент, который зависит от угла наклона крыши и определяется согласно приложению «Г» СП 20.13330.2011:

    Поскольку стропильная нога подвергается изгибу от воздействия на неё нагрузок, её проверяют на прочность как изгибаемого элемента, по формуле:

    М 2 — для сосны и ели;

  • mи равен 1,0 — для сечений высотой до 15 см и 1,15 — для сечений высотой более 15 см.
  • В индивидуальном порядке рассчитывается момент сопротивления и момент инерции для материала стропил. По полученным данным подбирается требуемый размер конструктивных элементов стропил.

    Предложенный расчёт является примерным и требует дополнения в виде предельно допустимой длины опорных элементов, расстановки распорных или подпорных балок и стоек.

    Читать еще:  Пайка труб своими руками – сложно или просто?

    Пример № 1

    Рассмотрим черепичную керамическую кровлю на двухскатной крыше в районе Москвы (III климатический район).

    Угол наклона 27°; cos α = 0,89; шаг стропил по оси — 1,3 м; расчётный пролёт стропил — 4,4 м. Обрешётка принимается из бруса 50х60 мм.

    Вес крыши на 1 м 2 :

    • вес кровли — 45 кг;
    • обрешётка — 0,05 х 0,06 х 100 х 550/25 = 7 кг;
    • вес стропильной ноги — 10 кг.

    Итого: gн = 62 кг/м 2

    Расчётная нагрузка на один метр погонный:

    • q = (1,1 х 62 х 0,89 + 1,4 х 126 х 0,89 2 ) х 1,3 = 260 кг/м.

    Нормальная нагрузка на один метр погонный:

    • qн = (62 х 0,89 + 126 х 0,89 2 ) х 1,3 = 201 кг/м
    • М = 0,125 х q х l 2 = 0,125 х 2,60 х 440 2 = 62 920 кг∙см

    Момент инерции (I), который необходим из условия возможного прогиба f = 1/150 l; E = 100 000 кг/см 2 ; qн = 201 кг.

    По специально разработанным таблицам можно определить диаметр бревна для стропил.

    Диаметр бревна (см) в зависимости от W и J (для брёвен, стёсанных на один кант).

    Условные обозначения13141516171819
    J1359182824093118397449956201
    W211263324393471559658

    Согласно приведённой таблице определяем диаметр бревна — 18 см.

    Пример № 2

    Возьмём все данные от предыдущего примера, но для кровли из ондулина. Необходимо рассчитать сечение стропильной ноги из бруса.

    Угол наклона 27°; cos α =0,89; шаг стропил по оси — 1,3 м; расчётный пролёт стропил — 4,4 м. Обрешётка принимается из бруса 50х60 мм.

    Вес крыши на 1 м 2 :

    • вес кровли из ондулина — 3,4 кг;
    • обрешётка — 0,05 х 0,06 х 100 х 550/25 = 7 кг;
    • вес стропильной ноги — 10 кг.

    Итого: gн = 20,4 кг/м 2

    Расчётная нагрузка на один метр погонный:

    • q = (1,1 х 20,4 х 0,89 + 1,4 х 126 х 0,89 2 ) х 1,3 = 207,6 кг/м.

    Нормальная нагрузка на один метр погонный:

    • qн = (20,4 х 0,89 + 126 х 0,89 2 ) х 1,3 = 153,3 кг/м
    • М = 0,125 х q х l 2 = 0,125 х 2,08 х 440 2 = 50 336 кг∙см

    Момент инерции (I), который необходим из условия возможного прогиба f = 1/150 l; E = 100 000 кг/см 2 ; qн = 153,3 кг.

    Принимаем брус высотой 15см. Для бруса высотой более 14 см Rи = 150 кг/см 2 . Поэтому:

    По таблице определяем размер сечения бруса для стропил.

    Ширина (b) и высота (h) бруса в зависимости от W и J.

    Условные обозначения

    Принимаем для стропильной ноги брус сечением 10х15 см.

    Приведённые формулы можно использовать для расчёта других покрытий крыши. При этом рассчитывается нагрузка на стропильную ногу исходя их выбранного варианта. В формулах могут меняться:

    • длина стропил;
    • шаг стропил;
    • угол уклона крыши;
    • снеговая нагрузка, которую подбирают согласно региону строительства;
    • вес обрешётки.

    Сопряжение стропильных ног между собой и прогоном должно быть надёжным. Это обеспечивает отсутствие разрушающего распора на стены здания. Деревянные конструкции необходимо время от времени осматривать, поэтому при сооружении наслонных стропил расстояние от отметки верха чердачного перекрытия до нижней отметки мауэрлата принимается не менее 400 мм.

    Двускатные крыши и сегодня являются традицией частного домостроения. Правильное устройство крыши — это прочный, долговечный и красивый дом.

    Классификация нагрузок

    Нагрузки на стропильную систему классифицируются на:

      1. Основные:
        • постоянные нагрузки – вес самих стропильных конструкций и крыши,
        • длительные нагрузки – снеговые и температурные нагрузки с пониженным расчетным значением (используются при необходимости учета влияния длительности нагрузок, при проверке на выносливость),
        • переменное кратковременное влияние — снеговое и температурное воздействие по полному расчетному значению.
      2. Дополнительные – ветровое давление, вес строителей, гололедные нагрузки.
      3. Форс-мажорные – взрывы, сейсмоактивность, пожар, аварии.

    Для осуществления расчета стропильной системы принято рассчитывать предельные нагрузки, чтобы затем, исходя из подсчитанных величин, определить параметры элементов стропильной системы, способных выстоять против этих нагрузок.

    Расчет стропильной системы скатных крыш производится по двум предельным состояниям:

        • Предел, при котором происходит разрушение конструкции. Максимально возможные нагрузки на прочность конструкции стропил должны быть меньше предельно допустимых.
        • Предельное состояние, при котором возникают прогибы и деформация. Возникающий прогиб системы при нагрузке должен быть менее предельно возможного.

    Для более простого расчета применяется только первый способ.

    Расчет снеговых нагрузок на крышу

    Формула расчета снеговой нагрузки: Ms = Q × Ks × Kc, где

    • Ms – снеговая нагрузка;
    • Q – масса снегового покрова, покрывающая 1м 2 плоской горизонтальной поверхности крыши.

    Последнее, зависит от территории и определяется по карте, для второго предельного состояния – расчет на прогиб (при расположении дома на стыке двух зон, выбирается снеговая нагрузка с большим значением).

    Для прочностного расчета по первому типу величина нагрузки выбирается соответственно району проживания по карте (первая цифра в указанной дроби – числитель), либо берется из таблицы №1:

    Первое значение в таблице измеряется в кПа, в скобках нужная переведенная величина в кг/м2.

    Ks – поправочный коэффициент на угол наклона кровли.

        • Для крыш с крутыми склонами с углом более 60 градусов снеговые нагрузки не учитываются, Ks=0 (снег не скапливается на круто скатных крышах).
        • Для крыш с углом от 25 до 60, коэффициент берется 0,7.
        • Для остальных он равен 1.

    Kc – коэффициент ветрового сноса снега с крыш. При условии пологой крыши с углом ската 7-12 градусов в районах на карте со скоростью ветра 4 м/с, Kc принимается = 0.85. На карте отображено районирование по скорости ветра.

    Коэффициент сноса Kc не учитывается в районах с январской температурой теплее -5 градусов, так как на крыше образуется ледяная корка, и сдува снега не происходит. Не учитывается коэффициент и в случае закрытия здания от ветра более высокой соседней постройкой.

    Снег ложится неравномерно. Зачастую с подветренной стороны формируется так называемый снеговой мешок, особенно в местах стыков, изломов (ендова). Следовательно, если вы хотите прочную крышу, делайте шаг стропил минимальным в этом месте, также внимательно относитесь к рекомендациям производителей кровельного материала – снег может обломить свес, если он неправильных размеров.

    Напоминаем, что расчет, приведенный выше, предложен вашему вниманию в упрощенной форме. Для более надежного расчета советуем умножить результат на коэффициент надежности по нагрузке (для снеговой нагрузки = 1,4).

    Расчет ветровых нагрузок на стропильную систему

    С давлением снега разобрались, теперь перейдем к расчетам ветрового влияния.

    В независимости от угла ската, ветер сильно воздействует на крышу: крутоскатную кровлю старается сбросить, более плоскую кровлю – поднять с подветренной стороны.

    Для расчета нагрузки ветра во внимание принимают его горизонтальное направление, при этом он дует двунаправленно: на фасад и на крышной скат. В первом случае поток разбивается на несколько – часть уходит вниз к фундаменту, часть потока по касательной снизу вертикально давит на свес крыши, пытаясь ее поднять.

    Во втором случае, воздействуя на скаты крыши, ветер давит перпендикулярно скату, вдавливая его; также образуется завихрение по касательной с наветренной стороны, огибая конек и превращаясь в подъемную силу уже с подветренной стороны, в связи с разницей в давлении ветра с обеих сторон.

    Читать еще:  Принцип действия ливневой канализации

    Для подсчета усредненной ветровой нагрузки используют формулу: Mv = Wo x Kv x Kc x коэффициент прочности,

    где Wo – нагрузка ветровая давления, определяемая по карте

    Kv — коэффициент поправки ветрового давления, зависящий от высоты здания и местности.

    Kc – аэродинамический коэффициент, зависит от геометрии конструкции крыши и направления ветра. Значения отрицательные для подветренной стороны, положительные для наветренной

    Таблица аэродинамических коэффициентов в зависимости от уклона кровли и отношения высоты здания к длине (для двускатной крыши)

    Для односкатной крыши необходимо взять коэффициент из таблицы для Ce1.

    Для упрощения расчета значение C проще взять максимальным, равным 0,8.

    Для более надежных результатов советуем умножить на коэффициент запаса прочности по ветровой нагрузке = 1,2.

    Расчет собственного веса кровли

    Для расчета постоянной нагрузки нужно рассчитать вес кровли на 1 м 2 , полученный вес нужно умножить на поправочный коэффициент 1,1 – такую нагрузку стропильная система должна выдерживать в течение всего срока эксплуатации.

    Вес кровли складывается из:

    • объем леса (м 3 ), используемого в качестве обрешетки, умножается на плотность дерева (500 кг/м 3 )
    • веса стропильной системы
    • вес 1м 2 кровельного материала
    • вес 1м 2 веса утеплителя
    • вес 1м 2 отделочного материала
    • вес 1м 2 гидроизоляции.

    Все эти параметры легко получить уточнив эти данные у продавца, либо посмотреть на этикетке основные характеристики: м 3 , м 2 , плотность, толщина, — произвести простые арифметические операции.

    Пример: для утеплителя плотностью в 35 кг/м 3 , упакованного рулоном толщиной 10 см или 0,1 м, длиной 10м и шириной 1.2 м, вес 1 м 2 будет равен (0.1 х 1.2 х 10) х 35 / (0.1 х 1.2) = 3.5 кг/м 2 . Вес остальных материалов можно рассчитать по тому же принципу, только не забывайте сантиметры в метры переводить.

    Чаще всего нагрузка кровли на 1 м 2 не превышает 50 кг, поэтому при расчетах закладывают именно эту величину помноженную на 1.1, т.е. используют 55 кг/м 2 , которая сама по себе взята запасом.

    Особенности при выборе расстояния между стропилами для металлической и керамической черепицы

    Шаг стропил под металлочерепицу.

    Металлическая черепица в качестве кровельного покрытия чрезвычайно распространена как при городском, так и загородном строительстве. Сама конструкция стропильной системы крыши при использовании металлочерепицы будет мало отличаться от общей схемы. Однако в связи с тем, что данный строительный материал имеет небольшой вес, стропила и другие элементы системы могут браться меньшего сечения, т.

    е. с меньшим запасом прочности. Расстояние между стропилами при использовании металлочерепицы составляет 60-95 см.

    Выполнение всех работ по монтажу кровли из металлочерепицы гораздо легче, чем из других кровельных материалов. Особенностью устройства обрешетки данного материала является то, что доска возле карниза должна быть толще остальных примерно на 1,5 см. Обычно сечение стропилиз металлочерепицы составляет 50х150 мм.

    Керамическая черепица представляет собой кровельный материал, имеющий значительный вес, который в 10 раз больше веса металлочерепицы. В связи с этим нужно более основательно подходить к расчету стропильной системы крыши.

    Сечение стропил следует несколько увеличить — до 60х180 мм. Среднее расстояние между стропилами для покрытия из керамической черепицы устанавливается в диапазоне 0,8-1,3 м. Обязательно берется во внимание угол уклонов скатов: расстояние между стропилами делается больше, чем выше крыша.

    Длина стропильных ног в данном случае будет оказывать сильное влияние на результат.Расстояние между стропилами уменьшается с увеличением их длины. При их большой длине могут возникнуть на прогиб повышенные нагрузки, которые можно значительно уменьшить, если дополнительно установить систему подкосов, подпирающих стоек и других элементов.

    Общие сведения о расчете стропил

    Чем меньше конструктивных изысков будет в выбранной вами кровле, тем проще будет рассчитать стропила

    Рассчитывать параметры кровельного каркаса можно по старинке своими руками, а можно воспользоваться специальными программами. И тот, и другой вариант имеет свои достоинства.

    Самостоятельные расчеты позволяют спланировать кровлю с учетом особенностей дома и, вместе с тем, вспомнить школьный курс геометрии. Расчёты посредством программного обеспечения позволяют получить необходимые данные проще и быстрее.

    Условно расчеты стропильной системы сводятся к определению следующих параметров:

    • Тип стропильной системы;
    • Габариты несущих стен;
    • Нагрузки на кровлю;
    • Характеристики материалов для изготовления стропил;
    • Угол наклона скатов.

    Актуальные типы стропильных систем и их конструктивные особенности

    В основе всех кровельных систем, за исключением плоских крыш, лежит треугольник, а потому большинство расчетов универсальны. Тем не менее, перед тем как приступать к расчетам, определитесь с тем, что будете строить.

    Зависимость уклона скатов от габаритов дома и типа кровельных материалов

    Схема соотношения наклона стропильной ноги и габаритов постройки

    Чем больше длина перекрытия и чем больше расстояние от него до конька, тем большим должен быть наклон ската для нормального схода осадков. На схеме показано усредненное соотношение угла ската в точке расположения конькового прогона с размерами дома.

    Таблица 1. Зависимость наклона от типа кровельных материалов

    Поверхность разных кровельных покрытия отличается фактурой. В итоге, снег быстрее сойдет с металлического профиля чем с рельефной черепицы. В таблице 1 предложены примеры соотношения покрытия и угла наклона скатов.

    Приведенные параметры рекомендованы производителями кровельных материалов, а потому их можно смело использовать при проектировании своей крыши.

    Зависимость наклона крыши от климатических особенностей региона

    Карта 1. Регионы снеговой нагрузки по территории РФ

    Первое от чего зависит угол наклона — это снеговая нагрузка. Чем больше ежегодная норма снега, тем больший угол выбираем для ската. Увеличение угла ската будет способствовать более интенсивному сходу осадков к карнизу.

    Таблица 2. Значение снеговых нагрузок

    Недостаточный угол наклона, особенно на кровлях с большой площадью, приведет к тому, что снег будет скапливаться, в итоге нагрузка для стропил будет чрезмерной и произойдет обрушение.

    Как альтернативу увеличения угла наклона можно применить большее количество промежуточных стоек и подкосов, которые подпирая скат, разгрузят его на промежуточном участке, где механические нагрузки наиболее ощутимы.

    Для определения снеговой нагрузки найдите климатический регион на карте 1, а затем найдите соответствующее значение для региона в таблице 2.

    Карта 2. Регионы ветровой нагрузки по территории РФ

    Второй показатель, который учитываем при выборе наклона – это ветровая нагрузка. Чем выше скат, тем больше парусность – сопротивление ветру. Поэтому определяем свое местоположение на карте 2 и находим данные по региону в таблице 3.

    Таблица 3. Значение ветровых нагрузок

    При низкой ветровой нагрузке до 30 кг/м² угол наклона некритичен, при большей нагрузке скаты делаются более пологими.

    Расчёт длины стропил по теореме Пифагора

    Обратите внимание на фронтон дома, нетрудно заметить, что стропильная ферма — это треугольник

    Любая крыша, в основе которой есть стропила, состоит из треугольников, которые образуют скаты. Треугольник — это фронтон или поперечный разрез вальмовой кровли. если провести вертикальную линию от конька к перекрытию мы получим два треугольника в каждом из которых будет по одному прямому углу, в то время как нижней стороной — катетом будет половина длины перекрытия.

    Читать еще:  Основные виды стропильной системы

    На схеме прямоугольный треугольник – половина кровельного фронтона, где сторона «с» это стропило

    Длина стропил рассчитывается по формуле c² = a² + b², где квадрат гипотенузы равняется сумме квадратов катетов. Катеты в нашем случае — это высота от конька до перекрытия и половина длины перекрытия.

    Зависимость размеров стропил от шага установки

    Таблица 4. Соотношение габаритов пиломатериалов в кровельном каркасе

    Рассчитывая кровельный каркас, учитываем то, что с увеличением длины досок или брусьев должно увеличиваться сечение стропил. Впрочем, толщину пиломатериалов можно оставить без изменения, если уменьшить шаг стропил.

    Соотношение между габаритами и шагом установки расписано в таблице 4. Данные из таблицы соответствуют нормам СНиП II-26-2010 и могут быть применены при строительстве любых деревянных кровельных каркасов.

    Расчет веса кровельных материалов и нагрузка от крыш в целом

    Таблица 5. Вес актуальных кровельных материалов из расчёта постоянной нагрузки на квадратный метр ската

    Планируя параметры стропил и обрешетки, учитываем нагрузку кровельного материала. Все покрытия весят по-разному и по-разному оказывают механическую нагрузку. В таблице 5 перечислен вес самых распространенных кровельных материалов.

    Таблица 6. Вес конструктивных элементов кровельного пирога из расчета на квадратный метр

    Планируя стропильную систему, нужно учесть то, сколько она будет весить и какую нагрузку окажет на несущие стены. В таблице 6 показано, сколько весят стропила, обрешетка и теплоизоляция.

    Пересчитав эти значения на квадратный метр площади кровли и приплюсовав вес кровельного материала, вы узнаете, выдержит ваш загородный дом нагрузку той крыши, которую вы планируете построить.

    Краткий обзор программ для проектирования стропил

    ЛоготипОписание
    AutoCAD. Многофункциональное программное обеспечение, повсеместно используется для проектирования различных несущих конструкций, включая стропильные системы строительных объектов.
    SketchUp. Условно бесплатный пакет приложений, в котором можно разработать несущие конструкции с учетом нагрузок.
    Стропила 1.1. Простой бесплатный калькулятор, разработанный специально для точного расчета параметров стропильных систем.
    Онлайн калькуляторы – тысячи их! Все онлайн калькуляторы работают по одному принципу и дают одинаковые результаты расчетов. Недостаток применения – погрешности при расчетах, несмотря на поправочный коэффициент.

    Как рассчитать параметры?

    Для расчёта параметров стропильной системы мастер должен знать:

    сколько скатов крыши – один, два или больше (мансардный тип);

    какова высота потолков в доме, толщина и количество несущих (и ненесущих) стен в доме;

    допустимая нагрузка (в тоннах) на фундамент;

    как часто бывают сильные ветры (включая штормы и ураганы) в данной местности, каковы осадки (снегопад, град – удельная частота и интенсивность выпадения);

    как утепляется крыша изнутри (при обустройстве мансардного чердака под одну или несколько комнат).

    Стропильная система, наряду с кровлей и обрешёткой, не должна получиться хлипкой. Если крыша пологая (с одним или двумя скатами небольшой крутизны), то она должна выдержать нескольких человек, одновременно поднявшихся на неё.

    Мастеру потребуются школьные знания геометрии. Дело в том, что одно- или двускатная крыша, не говоря о мансардной, обладает внутренним пространством чердака, визуально разбитым на прямоугольные треугольники. Сторонами прямых углов в этих треугольниках являются горизонтальное перекрытие (пол чердака, являющийся потолком, вернее, его балки) и вертикальные подпорки, создающие второе ребро жёсткости.

    Для односкатной крыши всё просто: одна из 4-х несущих стен (в случае одиночного прямоугольного плана дома, без изрезанной формы в виде веранды и хозпристроек, отдельно стоящей прихожей/коридора) надстраивается на один или несколько рядов кирпичей (или пеноблоков) выше. Две меньшие (боковые) пристраиваются и подгоняются соответственно. В поперечно-вертикальном разрезе чердак такого дома – единственный прямоугольный треугольник.

    Двускатная крыша – 2 таких треугольника. Они необязательно могут быть равными – скаты крыши по своей ширине могут различаться, это зависит от пожеланий мастера. Здесь полезно вспомнить, например, о теореме Пифагора, гласящей об эквивалентности квадрата длины гипотенузы прямоугольного треугольника и суммы квадратов длин его же катетов, а также о синусе, косинусе и тангенсе угла.

    Эти элементарные знания помогут точно рассчитать, сколько материала – доски с прямоугольным сечением или квадратного бруса – реально нужно, чтобы уложить высококачественную и надёжную стропильную опору для обрешётки и кровли.

    Расчет параметров стропил состоит в следующем: мастер (и/или владелец) отталкивается от шага, выбранного с учётом индивидуальных особенностей возводимой крыши. На эту характеристику влияет определённая кровля (стальная, шифер или сотовый поликарбонат, пластиковая черепица или другая) и суммарная масса крыши (вместе с обрешёткой). Шаг стропил (и обрешётки) – 6-10 дм.

    Для вычисления численности стропильных элементов определитесь с габаритами ската, поделите эту величину на шаговый интервал, затем прибавьте единицу к этому результату.

    При учёте второго ската этот же результат удвойте.

    Длина одного отрезка стропильной системы рассчитывается определенным образом.

    Определитесь с высотой крыши. Для жилой комнаты (зоны) на чердаке высота конька крыши должна быть не менее 2-х метров.

    Чтобы комната получилась повыше и реально оказалась жилой, а не служила просто чердаком либо складом, можно взять и 4-метровую высоту.

    Разделите ширину дома надвое. К примеру, пусть возведено 6-метровое по ширине строение – половина расстояния равняется 3 м.

    По теореме Пифагора, в данном случае длина стропил (гипотенузы) рассчитывается так:

    при полуширине дома в 3 м и высоте конька крыши в 3 м получим 9+9=18, а квадратный корень из 18 – приближённо 4,24;

    с учётом точной подгонки можно отпилить чуть больший кусок от бруса или доски из комплекта;

    с учётом запиливания стропильных балок в конструкцию к полученной величине прибавляют до 70 см.

    В данном случае, чтобы создать навесной запас (продолжительный дождь не намочит стены при некотором боковом ветре с любой стороны), возможно сразу подготовить 5-метровые доски (или отрезки бруса). Ширина стропил для постройки крыши выбирается исходя из расчёта нагрузки от крыши в сборе, типа древесины (сорт по твёрдости), выбранного для конструкции, длины стропил и шага их расположения.

    Схема расчета шага стропил

    По строительным нормам шаг стропил крыши располагается в интервале 0,6 – 1 метр. Окончательный его расчет выполняют по несложной формуле в зависимости от общей длины крыши. Для расчета необходимо выполнить следующий перечень действий:

    1. определить, какое расстояние должно быть между стропилами для ваших конкретных условий строительства. По справочнику определяется величина ветровых и снеговых нагрузок в местности.
    2. длина крыши делится на желаемое расстояние, прибавив единицу. Полученный результат будет равен количеству стропильных ног, которые устанавливаются на одном скате кровли. В том случае, если величина не является целым числом, её округляют.
    3. длина крыши делится на рассчитанное выше количество стропил, получаем окончательный шаг в метрах.

    Например, при наклоне ската в 30 градусов максимальное расстояние между стропилами двускатной крыши под металлочерепицу составляет 0,6 мера. Длина предполагается равной 16 метров. Следовательно:

    1. 16:0,6+1=27,66;
    2. округлив результат, получим 28 стропил на один скат;
    3. 16:28=0,57 метра – межосевой промежуток стропильных ног для данных конкретных условий.

    Как видно, технология расчета не сложна, но это лишь примерная схема. Учет многих других указанных выше параметров может внести определенные коррективы.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector